钢轨探伤车普速铁路检测能力及适用条件技术方案设计

随着铁路运输的发展,高效率的钢轨探伤车承担起越来越多的探伤检测任务,尤其在高铁线路、高原线路上,由于区间里程长、环境恶劣等原因造成人工探伤作业困难,将主要采用钢轨探伤车进行探伤。针对探伤车在普速铁路的检测能力和适用条件,提出"人工伤损试块静态检测能力测试+人工伤损试验线动态检测能力测试+运营线路自动对中专项试验测试+运营线路自然伤损动态检测能力验证"的综合研究方案,进行各模块技术方案的详细设计,给出评价测试方法和评价测试标准,为下一步具体技术研究的开展做好充分准备。     

技术·产品

朔黄铁路钢轨探伤车完成首次正式上线运行 10月11—14日，朔黄铁路钢轨探伤车完成了对朔黄全线的钢轨探伤任务，标志着朔黄铁路公司钢轨探伤车的首次正式上线运行获得圆满成功。10月11日，钢轨探伤车执行肃宁北一黄骅港区间探伤任务。机辆分公司探伤车班组在出车前做了大量的准备工作，首先提前两天全面检查车辆和探伤设备，添加足够的耦合水和柴油，并根据线路情况对探轮膜的消耗作了充分预想及储备，此外还安排了经验丰富、操纵平稳的机车乘务员来执行牵引任务，完善的准备工作使首日的探伤任务得以顺利完成。     

基于光电的钢轨探伤车超声探轮自动对中系统设计及验证

钢轨探伤车超声探轮对中控制技术是探伤车高速检测的一项关键技术，在实际运用中因对中控制技术不足易造成钢轨伤损漏检。在既有对中控制技术基础上，采用自主化技术研究全新的基于光电的对中系统设计方案。针对钢轨夹板和道岔的干扰问题，优化自动对中软件的钢轨廓形测量算法；针对不同偏移量的对中控制问题，优化对中控制软件的控制参数及控制算法。此外，根据现场用户静态测试需求，开展探轮自动对中系统静态响应指标试验；根据现场用户动态测试需求，开展探轮自动对中系统运行测试试验。结果表明：新设计的对中系统能够在60 kg负载情况下对5 mm阶跃信号的动态响应可上升时间57 ms、超调量18.6%、稳定时间156 ms，并在铁路线路实测中对中标准差可达到2.46 mm、极限偏差不大于7.19 mm，且无对中不良情况出现；全路60辆80 km·h^-1的GTC-80型探伤车全部完成了激光对中改造，现场运用良好，设计的基于光电的超声探轮自动对中系统能够满足探伤车在80 km·h-1时的探伤检测需求。     

大型钢轨探伤车X-FIRE 70°探轮晶片的应用

采用小型探伤仪器(探伤小车)人工检测钢轨伤损漏检率高,工作效率低,劳动强度大,探伤人员工作环境恶劣,安全性差,不能满足铁路提速要求.采用大型钢轨探伤车可提高探伤检测速度及钢轨伤损检出率,降低错、漏检率,改善探伤人员工作条件,降低劳动强度,提高工作效率,满足铁路发展需求.根据我国铁路养路机械化的发展方针,武汉铁路局主要干线钢轨探伤采用以大型钢轨探伤车为主、人工检测为辅的模式,特别是武广、合武、宜万、石武等高速线路开通后,人工检测难度增大,主要依靠钢轨探伤车定期进行检测,确保线路运营安全.     

高速轮式钢轨探伤变距式超声波发射模式的设计与应用

与传统的人工检测方法相比,探伤车具有检测速度快、可靠性高、重复性好的特点,对保障铁路运输安全起到了重要作用。目前国内大型钢轨探伤车最高检测速度可达80 km/h。本文基于高速轮式超声波探伤作业系统的研究开发,结合超声波在探轮和钢轨内传播的特点,对钢轨探伤车检测速度、扫查间距、超声波重复频率之间的关系进行了研究,比较了高速轮式探伤的3种超声波发射模式的优缺点,设计了适用于探伤作业系统的8个超声波发射模式。以XILINX公司的Virtex-ⅡXC2V3000型FPGA芯片为平台,进行了软硬件设计。采用变距式发射模式的超声波探伤作业系统在人工伤损线进行了标定试验和实际线路检测试验,试验结果证明变距式超声波发射模式可满足超声波探伤作业系统的检测能力需求,能够缩小超声波扫查间距,有助于提高探伤系统的伤损检出能力。     

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°底波失波的问题。通过对实际钢轨线路进行试验验证,证明了改进算法能够减少0°底波失波,提高了磨耗线路上的探伤检测效果。     

高速铁路钢轨探伤车动态灵敏度设置探讨

在高铁线路和高原线路上,由于区间里程长、环境恶劣等原因造成人工探伤作业困难,主要采用钢轨探伤车进行探伤。在《钢轨探伤管理规则》(铁运[2006]200号)和《钢轨探伤车运用管理办法》(铁运[2012]43号)中,均对作业人员资质提出了要求,但都没有给出探伤车动态灵敏度调整的依据。本文对某高铁线路连续三个周期的检测数据、复核数据和探伤仪一年的监控数据进行了综合分析,得出探伤车检测灵敏度设置需要进一步完善。通过设计试验平台和试块进行理论分析,给出了探伤车检测中灵敏度设置标准的建议,并对下一步的研究工作和推广应用提出了建议。     

基于智能识别与周期检测的钢轨伤损自动预警方法研究

目前采用人工回放方式对钢轨探伤车的检测数据进行分析,并与同一线路周期检测的钢轨伤损记录表进行对比,形成当次检测报告,实现钢轨伤损预警。人工回放与对比分析过程效率较低。提出一种基于智能识别技术与周期检测的钢轨伤损自动预警方法,结合线路基础信息数据库,通过对钢轨探伤车检测数据中的超声波反射体进行智能识别,输出超声波反射体的类别与位置,生成含有各类超声波反射体的序列(区段检测数据),基于编辑距离法将区段检测数据与区段标准检测数据(由周期检测数据生成)进行自动对比,形成检测报告,提高了数据分析效率。通过对某铁路集团有限公司5个区段的检测数据进行伤损自动预警测试,将自动预警结果与人工预警结果进行对比,验证了该方法的有效性和高效性。     

钢轨探伤车综合智能检测系统

大型钢轨探伤车普遍采用超声波检测钢轨内部疲劳伤损,但国内已有的超声波系统架构平台在复杂线路区间探伤检测运用时存在数据拥塞和计算机死机现象而导致区段漏检,并且伤损的识别主要依靠人工全程回放.为提高信号处理速度和伤损识别能力,降低人工回放的工作量,进行了基于新型总线的超声波探伤系统和基于卷积神经网络深度学习的伤损智能识别技...     

有缝线路上钢轨探伤车检测速度规划方法

基于钢轨探伤车超声波反射体静态检出原理,通过分析探轮对中偏差和喷水密度2个因素引起的超声波衰减规律,得到检测速度对这2个因素的影响结果,从而建立反映检测速度、探轮对中偏差、喷水密度与超声波反射体检出效果之间关系的超声波反射体检出效果模型。基于动态步长调节法,在满足检测区间限速的基础上,设计有缝线路的检测速度规划方法,即在多次检测过程中记录单个超声波反射体处的探轮对中偏差和检测速度,分析钢轨中该超声波反射体的检出结果,采用动态步长调节法对该超声波反射体的下次检测速度进行规划,将线路中各个超声波反射体处检测速度进行连接,从而规划出该线路中各点检测速度的方法。在某特定区间进行3次检测和2次检测速度规划的试验结果表明,该方法是有效可行的,且能提高已知超声波反射体的检出率。     

日本近铁公司的钢轨打磨管理

日本近铁公司换算成单线的轨道线路近1000km,铡轨打磨是重要的线路维护作业。为此,近铁公司建立了钢轨检查体制,利用钢轨探伤车,每年2次对主要线路进行探伤和凹凸测定、振动测定;利刚于推探伤车,每年1次对不能走行钢轨探伤车的线路进行探伤。检查结果确认后,对轴箱连续振动处的波状磨牦用钢轨打磨车打磨,     

基于钢轨轮廓特征的钢轨探伤车轮探头对中方法与应用研究

大型钢轨探伤车为保障铁路安全起到重要作用,在检测作业时轮探头应始终与钢轨中心线对齐。分析机械涨轮式、电磁感应式、对中轮探头式、一维激光测距式、激光摄像式5种对中方式的特点。利用二维激光传感器采集钢轨内侧轮廓数据,选用轨顶点、轨头点簇、轨腰点簇作为钢轨轮廓特征。设计4个判据用于钢轨轮廓的可用性判别,根据不同线路条件设计了4种工况的判据组合与计算钢轨距离基准。对中系统参数标定时将钢轨探伤车停在平直的轨道上,调节激光器相对于大地坐标系旋转角度α,使轨腰点簇的斜率近似为0。在人工伤损线和既有线路进行检测试验,传感器的数据可靠、维护方式简单,可满足轮探头对中系统的要求。     

DGTC-80型地铁钢轨探伤车

为更快更好地完成地铁线路钢轨内部伤损的检测,并降低车辆尾气排放对线路周边环境的污染影响,宝鸡中车时代开发了DGTC-80型地铁钢轨探伤车。该探伤车搭载满足欧Ⅳ阶段排放标准的柴油发动机和代表国际先进水平的SYS-1900型探伤检测系统,配备先进的激光自动对中装置及辅助检测钢轨表面状态的高速摄像装置,能大幅提高地铁探伤车综合检测能力和减少尾气排放,满足地铁线路检测作业需求。     

探伤车与探伤仪的轨头核伤检测能力对比分析

钢轨探伤是保证运输安全的一道重要防线。加强钢轨探伤工作,是确保运输安全的重要技术措施之一。我国钢轨探伤主要有大型钢轨探伤车(简称探伤车)和小型钢轨探伤仪(简称探伤仪)2种形式,探伤车技术含量高、探伤速度快、适应性强,但灵活性差,探伤后需要人工复查。探伤仪探伤灵敏度高,灵活性好,但稳定性差,受操作者人为因素影响大。由于高速铁路、高原铁路区间里程     

高速铁路钢轨隐伤的特性及现场检查监测方法

由于高速铁路具有列车运行速度快、轴重轻、线路平顺性好等特点,其引起的钢轨垂直磨耗和水平磨耗均较小,因而钢轨与轮对相互作用产生的钢轨滚动接触疲劳伤损成为目前高速铁路钢轨主要的伤损形式,突出表现为隐伤,且目前的探伤手段很难发现,严重威胁行车安全。本文以京沪高速铁路蚌埠工务段管内钢轨伤损为例,总结分析了近年来隐伤发展规律。现场通过人工目视法结合小型测厚仪检查光带异常的方法来弥补大型探伤车与人工探伤仪器对钢轨隐伤存在探伤盲区的不足。本文总结的经验可为高速铁路钢轨静态检查和钢轨防断措施提供参考。     

北京地铁钢轨探伤车对钢轨常见伤损的检测

对北京地铁钢轨探伤车SYS-1900系统的使用进行研究,并对钢轨常见伤损的检测进行分析,对如何使钢轨探伤车更好的为北京地铁安全运营服务进行分析和总结。     

既有GTC-80型钢轨探伤车自动对中系统升级改造

GTC-80型钢轨探伤车安装的自动对中系统为电磁自动对中系统。电磁自动对中系统由于其自身缺点,已不能满足钢轨探伤对中的需求,需对其进行升级改造。利用自主研制的激光自动对中系统对既有GTC-80型钢轨探伤车对中系统进行升级改造,并在线路上进行试验。结果表明,升级改造后的GTC-80型钢轨探伤车激光自动对中系统,在0～80?km/h不同检测速度下,当设置偏差位移为(-6?mm,6?mm)时,99.0%的自动对中位移偏移量都能分布其中,能够满足GTC-80型钢轨探伤车在不同速度下的对中需求。     

钢轨探伤车技术中高速探轮研制及试验

本文简单介绍了现有进口探伤车上探轮的工作原理及其局限性;详细介绍了新型集靴式和轮式探头双重优点的一种高速探轮;并简单记录了该探轮在实验室转台上完成135km*h-1探伤试验及在环线铁路上完成85km*h-1超声信号存取试验的过程及结果.该探轮利用内部自动控制装置使其能完成80km*h-1时速下钢轨探伤工作.自动装置能使探头表面到钢轨表面距离一直保持为2.5mm,因此能准确地实现高速探伤.探轮内依靠冷却系统保证超声探头高速走行时能正常工作.通过五项新型设计,该探轮的技术水平应为目前国际同类产品最高速度水平.     

钢轨探伤车的检测运用模式与伤损分级探讨

1国外钢轨探伤车技术发展与应用钢轨探伤车(简称探伤车)在国外发达国家早已替代人工探伤设备,成为检测在役钢轨伤损的主要手段。由于超声波对检测钢轨疲劳裂纹和其他内部缺陷检测具有灵敏度高、检测速度快、定位准确等优点,国内外探伤车对内部裂纹检测都采用了超声波探伤技术,受限于检测模式和超声技术,检测速度一般为10～70km/h。北美地区绝大多数探伤车采用停顿式作业方式,即     

钢轨探伤车进口轮探头组件的研究

正随着我国铁路大面积提速,线路养护时间越来越短,钢轨探伤任务越来越繁重。上海铁路局提速改造线路大量采用高架形式,列车运行速度及密度不断增加,使用好钢轨探伤车已成为今后完成钢轨探伤任务的必要手段。