高速钢轨超声波探伤中螺孔70°幻象波的分析识别

在高速钢轨超声波探伤过程中,B型显示中有时会在螺孔附近的钢轨轨头出现一些异常回波信号点,但该信号实际并非伤损回波,而是螺孔幻象波,该信号与较严重的轨头核伤有很高的相似性,因此容易被误判为重伤。根据幻象波的产生原理,基于钢轨探伤车检测的60 kg/m钢轨的B型显示数据,对螺孔幻象波进行了传播路径分析,并通过与实际数据相比较和CIVA软件仿真,验证了分析的正确性。对该幻象波的特点进行了总结,为工程应用中对螺孔幻象波的识别提供了理论支持,可提高钢轨探伤的准确性,降低检测误报率。     

超声波交叉多发多收技术在钢轨探伤中的应用研究

超声波探伤在铁路工务钢轨检查和维护中应用极为广泛,主要有钢轨母材探伤和焊缝探伤,两者单独开展且各有优缺点,还不能实现对轨头和轨腰各类伤损快速、有效的全覆盖探测。阐述钢轨和焊缝探伤的现状,研究超声波多发多收技术在钢轨探伤中的应用,解决当前探伤方式对一些特定伤损检出效果不足的问题,也为后续钢轨探伤中进一步提高作业效率提供了研究方向。     

新制高速铁路道岔尖轨和心轨超声波检测方法研究

为提升高速铁路道岔使用寿命，保障列车安全运行，针对新制道岔尖轨及心轨超声波检测工艺方法开展研究。简述对比试块人工伤损的位置和尺寸设置。利用A型脉冲反射式超声波探伤仪，检测人工伤损对比试块和实际产品，对比分析采用不同规格探头检测结果的差异。基于检测结果，对尖轨、心轨超声波检测工艺方法进行验证。验证结果表明：钢轨原材料材质伤损宜采用纵波直探头，同时增加60AT2钢轨轨腰不同埋藏深度平底孔人工伤损，以评定伤损当量大小。     

YOLOv5超声波图像识别技术在高原高寒钢轨探伤中的应用

高原高寒地区环境复杂、昼夜温差大，对铁路建设与运营产生不良影响，容易发生由于钢轨内部伤损引起的断裂事故。研究基于YOLOv5的超声波图像识别技术在青藏铁路钢轨探伤检测中的应用，特别是针对轨头核伤、轨面鱼鳞伤等常见伤损类型进行检测。通过智能钢轨探伤仪采集高寒地段钢轨数据，以YOLOv5方法对数据集进行整理、处理和模型训练，精准识别和定位轨头核伤、轨面鱼鳞伤等损伤。研究表明，基于YOLOv5的模型在识别和定位各类钢轨损伤方面具有很高的准确性和实时性，可以同时进行目标检测和类别分类，并能在保持较高准确度的同时实现快速检测。提供一种新的、更有效的钢轨探伤检测数据分析方法，有助于提高铁路安全和运营效率。     

德国钢轨探伤车首次采用超声波和涡流组合检测技术

德国铁路路网公司在其1号钢轨探伤列车SPZ～1上安装的钢轨表面病害检测系统,首次采用了超声波和涡流组合检测技术,探伤列车装有10个超声波探头和4个涡流探头,能以最高80km／h的速度高精确检测钢轨。检测结果在被称为“透明钢轨”图像上显示,该图像能够以稳定的分辨率显示测试结果。应用超声波和涡流组合检测技术特别适用于对钢轨伤损的分级,能够避免以前因为只用一种检测方法而导致的错误分级。     

钢轨铝热焊焊缝边缘伤损的超声波检测技术

钢轨铝热焊焊缝边缘在轨头下颚、轨腰表面与溢流飞边交界的根部容易出现伤损,采用常规的超声波检测探伤方法很难发现此类缺陷,介绍了3种探测此类伤损的检测方法,详细说明解决检测过程中出现问题和判断方法.     

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。     

超声波钢轨探伤车B显数据伤损模式分类技术研究

既有钢轨探伤车超声检测系统均为国外引进。中国铁道科学研究院自主化钢轨探伤系统目前已经通过试验验证,所采用的伤损模式分类技术是其中的一项关键技术。根据自主化钢轨探伤系统的探轮设置,规定伤损的类别设置,并将伤损类别划分为四大类:核伤类、螺孔裂纹类、轨底裂纹类、水平裂纹类。归属于不同大类的伤损采用不同神经网络进行识别。以螺孔裂纹类为例进行说明,采用标定线数据进行测试,验证算法的有效性。     

双45°穿透探伤的研究

利用超声波被伤损阻隔,接收不到回波的原理,在JGT-6B型钢轨探伤仪上增设穿透探伤功能,检查现场钢轨焊缝轨腰伤损,制定相关工艺和判伤标准.     

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...     

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。     

钢轨探伤车轨头伤损检测率低的原因及对策

分析了探伤车在钢轨检测中轨头伤损检测率低的主要原因,提出了控制检测速度、提高轨面光洁度、加强设备维修保养、培训操作人员、及时调整设备参数等有针对性的措施,以达到提高钢轨轨头伤损检测率,确保铁路运输安全的目的。     

基于图像处理的钢轨伤损分类算法研究

钢轨伤损的种类众多且形态各异,即便对于同类伤损,在超声波钢轨探伤检测软件中形成的B显图像也会存在差异,而当某类伤损的B显图像变化超出一定范围后,检测软件便无法识别该伤损的类别。因此,提出一种基于图像处理的钢轨伤损分类算法,其采用Tamura纹理特征与局部二值模式(local binary pattern,LBP)相结合的算法提取伤损B显图像的特征值并组成特征向量,使得作为分类器的支持向量机(supportvector machine,SVM)能够对不同种类伤损的特征向量进行训练,从而用训练后的最优分类函数预测未训练过的待测伤损的类别。试验结果表明,所提算法在钢轨伤损图像分类方面实现了较高的分类准确率。     

城市轨道交通曲线钢轨波磨检测与评价方法研究

钢轨波磨已成为城市轨道交通伤损的主要形式之一.对钢轨波磨的检测与评价方法进行了研究与分析.波磨检测的基本原理均基于弦测法和惯性基准法.波磨评价目前主要基于频域分析、时域分析及轨面粗糙度评价.基于对上海轨道交通1号线钢轨波浪形磨耗的连续布点测试,对所测数据进行了频谱分析,并结合现场情况对波磨的程度作出了评价.     

钢轨纵向应力的超声波检测

钢轨纵向应力是铁路安全与维修中一个突出的问题。日常及季节性的温度变化使无缝钢轨产生很高的纵向应力(LRS)。一旦钢轨中出现过大的纵向拉应力,会导致钢轨绝缘连接板及其他钢轨扣件出现疲劳。当出现过大的纵向压应力时,可能引起胀轨,该问题已经成为铁路行业进行安全方面研究的重点。此项研究的目的是为铁路企业在需要的地点提供对钢轨纵向应力进行检测的能力,以便采取合理有效的预防性维修。目前正在内布拉斯加-林肯大学(UNL)进行的研究,由美国联邦铁路局(FRA)提供支持,重点是利用超声波对钢轨纵向应力进行检测*。超声波速度与固体中应力之间的关系,也被称作是声电效应,是此次研究的基础。基础开发工作在内布拉斯加-林肯大学的试验室及有一小段轨道的所谓"工地试验室"内进行。试验室内开发的测量技术被运用到实际现场当中。当前正在将超声波检测数据与安装在钢轨上的应力模块检测的数据直接进行比较。*这些最新的技术,有利于通过移动平台完成钢轨纵向应力的检测。     

重载铁路钢轨闪光焊接头轨底下表面伤损原因分析

针对焊轨基地出现75 kg/m U78CrV热处理钢轨闪光焊接头轨底下表面伤损较多的现象，通过排除法，设计焊轨作业工序排查流程，对不同工序作业前后的焊缝进行探伤，分析伤损出现的具体作业工序，确定伤损在焊接工序作业后产生。进一步分析焊机设备状态和焊接工艺参数，得出造成这些表面伤损的主要因素是推凸刀的形状和推凸余量。针对这些因素优化改进，可以明显降低75 kg/m U78CrV热处理钢轨轨底下表面伤损率。     

重载铁路钢轨的伤损及预防对策研究

通过对重载铁路钢轨伤损的现场调查分析,确定出钢轨伤损的主要类型和规律,在此基础上提出了预防对策措施并进行了试验验证。结果表明:①在半径小于1 200 m的曲线上铺设轨面硬度大于370 HB的含铬热处理钢轨(U77 MnCr和PG4)、采用每天1次固体润滑并设置欠超高,可以减少钢轨的严重侧磨;②热塑性弹性体垫板可以增加轨道弹性,减少轨道动应力和钢轨的疲劳核伤;③在减少所用钢轨表面脱碳层深度和钢中夹杂物的基础上及时进行钢轨打磨,可有效抑制钢轨轨距角剥离掉块伤损的发展;④虽然热轧轨出现的剥离掉块深度较浅,但会在轨面外侧出现严重的深层肥边掉块,影响钢轨的安全使用,因此,重载铁路曲线下股仍应铺设高强度的热处理钢轨;⑤在优化焊接工艺和提高接头内部质量的基础上,对焊接接头采用焊后再淬火,以提高接头轨面的硬度,从而明显减少焊接接头轨面的低塌和焊接接头的伤损。     

贝氏体钢轨母材轨头核伤原因分析

通过断口宏观与微观形貌观察、扫描电镜及能谱分析、金相显微组织分析等方式对3根贝氏体钢轨母材轨头核伤的原因予以分析,发现伤损均为氢致裂纹引起的轨头内部横裂型核伤。断口中心区域存在粗大的非金属夹杂物是导致钢轨中的氢在此处富集并形成裂纹的主要原因。贝氏体钢轨氢致裂纹型核伤的主要特征有:伤损位于轨头内部踏面下方4~10 mm处,断口中部存在粗大夹杂物;断口附近的低倍样中观察不到微细裂纹。通过采取改进生产工艺、降低钢中的氢含量(将钢水氢含量控制在1.7×10^-6以下)、减少钢中的粗大夹杂物等措施,再上线的贝氏体钢轨未出现该类伤损。     

城市轨道交通钢轨表面在线整修技术的应用分析

在调研城市轨道交通典型钢轨表面伤损的基础上,对比了在线钢轨整修技术的类型、优缺点和适应范围,并通过现场观测,分析了在线钢轨铣磨的效果。结果表明:在线铣磨可以很好地消除钢轨顶面、轨距角处的表面伤损,并恢复较高精度的标准轨头轮廓,公差为-0.1～+0.2 mm;在线铣磨提高了钢轨表面的整体纵向平顺度,各波长范围内不平顺幅值均方根降低50%以上,峰值超限数量降低40%～80%;焊接接头不平顺的恢复受铣磨量和不平顺原始幅值的影响。     

延长大秦重载铁路钢轨使用寿命措施的研究

对大秦重载铁路钢轨伤损的调查和分析表明,钢轨及焊接接头伤损加大了线路养护和维修工作量,缩短了钢轨大修换轨周期。提出设置欠超高、科学润滑、采用热处理轨、提高轨道弹性、改善轨道平顺性、提高钢轨强韧性和纯净性、采用焊后热处理、研制新钢种、提高钢轨性能、采用新型热塑性弹性体垫板、加强钢轨打磨、及时治理钢轨不平顺和接触疲劳伤损等延长钢轨使用寿命的技术措施,现场应用效果良好。