鋼軌超聲波探傷技術(shù)及設(shè)備介紹ppt課件

1、鋼軌超聲波探傷技術(shù)及設(shè)備情況引見鋼軌傷損產(chǎn)生緣由及探傷的必要性n在鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)中，鋼軌起著支撐列車的作用。列車在加速和制動(dòng)過程中以及經(jīng)過鋼軌接縫、彎道、和道岔時(shí)，對(duì)鋼軌呵斥摩擦、擠壓、彎曲和沖擊作用。在這些應(yīng)力反復(fù)作用下，連同氣候要素如溫度變化，雨雪冰霜以及消除它們所需的鹽、砂和除冰劑等，鋼軌極易產(chǎn)生疲勞裂紋和腐蝕。裂紋和腐蝕一旦產(chǎn)生就能夠快速擴(kuò)展，從而呵斥鋼軌折斷等艱苦惡性事故。緣由及探傷必要性續(xù)n由干鋼軌在運(yùn)用過程中會(huì)因應(yīng)力的作用而產(chǎn)生各種疲勞缺陷，這些疲勞缺陷如不及時(shí)檢出，會(huì)呵斥鋼軌折斷以致引起列車顛覆、中斷交通等惡性事故，因此各國對(duì)鋼軌探傷都非常注重，不惜投入大量人力、物力，對(duì)在役鋼軌

2、進(jìn)展定期檢驗(yàn)，以便及早發(fā)現(xiàn)疲勞傷損，防止斷軌，確保平安。n鋼軌傷損是軌道交通中一個(gè)比較突出的問題,它與行車平安、運(yùn)輸本錢、鋼材選用和設(shè)計(jì)制造都有著親密的關(guān)系。鋼軌傷損根據(jù)傷損程度可分為輕傷、輕傷在開展、重傷和斷軌。緣由及探傷必要性續(xù)n我國鐵路正在向高速、重載的方向開展。超期服役的鋼軌數(shù)量很大，線路上的鋼軌在承當(dāng)繁重的運(yùn)輸義務(wù)過程中，不可防止要產(chǎn)生各種損傷。因此，進(jìn)展鋼軌內(nèi)部的探傷對(duì)于保證鐵路的正常運(yùn)轉(zhuǎn)具有舉足輕重的作用。超聲波探傷n超聲波探傷是國內(nèi)外鋼軌探傷的主要探傷方法。伴隨著對(duì)超聲波技術(shù)的研討，使得對(duì)鋼軌內(nèi)部探傷成為能夠。超聲波無損探傷技術(shù)是上世紀(jì) 50 年代開展起來的一種探傷方法。同時(shí)，

3、計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字信號(hào)處置技術(shù)以及集成電路技術(shù)的迅速開展，促進(jìn)了超聲波在無損探傷中的廣泛運(yùn)用。n鋼軌超聲波探傷設(shè)備主要有二種：n大型探傷車n小型探傷儀鋼軌探傷特點(diǎn)n鋼軌超聲波探傷與其他普通工件探傷不同，具有本人的特點(diǎn)：n鋼軌不像其他普通工件那樣可以挪動(dòng)，因此必需挪動(dòng)探傷設(shè)備進(jìn)展探傷；n鋼軌探傷不能像其他探傷那樣可以選擇探測(cè)面，普通只能從鋼軌踏面進(jìn)展探傷；n鋼軌外形比較復(fù)雜，具有軌頭、軌腰、軌底，單探頭不能覆蓋鋼軌整個(gè)橫斷面，因此需求不同角度的探頭同時(shí)探測(cè)鋼軌的不同部位。國外鋼軌探傷情況n國外鋼軌探傷部門與鐵路部門普通是分別的，也就是說探傷部門和鐵路部門分屬于不同的公司，鐵路部門把探傷任務(wù)以合同方

4、式委托給探傷公司，鐵路部門只擔(dān)任提供必要的探傷條件，探傷公司那么要根據(jù)鐵路部門的要求定期對(duì)鋼軌進(jìn)展檢驗(yàn)。這種做法的優(yōu)點(diǎn)是責(zé)任明確，任務(wù)上防止人為干擾，鐵路部門可以不用配備大量探傷人員和設(shè)備，而探傷部門那么可按照探傷任務(wù)的固有規(guī)律開展任務(wù)、履行職責(zé)。這樣突破了探傷技術(shù)和設(shè)備的部門一切，有利干發(fā)揚(yáng)探傷人員的積極性，真正做到人盡其才，物盡其用，在猛烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中迫使探傷部門不斷完善更新本人的探傷設(shè)備和提高探傷人員的素質(zhì)，有利干無損檢測(cè)技術(shù)的開展和探傷技術(shù)程度的提高。國外鋼軌探傷情況續(xù)n國外鋼軌探傷主要運(yùn)用大型探傷車，小型設(shè)備普通只用來復(fù)查大型探傷車的檢驗(yàn)結(jié)果。目前探傷車的探傷速度大多在2050km/

5、h左右，較高一些的可達(dá)40 80km/h。探傷車的任務(wù)方式多為停頓式，即探傷時(shí)線路是封鎖的。發(fā)現(xiàn)傷損馬上停下來手工復(fù)查，一旦確認(rèn)立刻換軌，這一點(diǎn)我國目前還很難做到。國內(nèi)鋼軌探傷情況n由于我國運(yùn)輸忙碌，車流密度大，探傷作業(yè)沒能固定時(shí)間，大型設(shè)備難以運(yùn)用，因此鋼軌探傷至今仍以小車為主，這點(diǎn)與國外大不一樣。我國的探傷小車普通具有多個(gè)通道，可以攜帶多種探頭同時(shí)任務(wù)，有聲光報(bào)警指示，可以利用列車行進(jìn)的間隙上道檢查，實(shí)際證明這是一種比較符合我國國情的高效率、低耗費(fèi)的探傷設(shè)備。雖然我國近幾年進(jìn)口了多臺(tái)大型鋼軌探傷車，但由于其探傷速度僅為4080km/h，難以在正線線路上運(yùn)用，因此至今仍未發(fā)揚(yáng)正常作用，在今后

6、相當(dāng)長的時(shí)間內(nèi)，我國這種以小車為主的探傷格局將很難改動(dòng)。國內(nèi)鋼軌探傷情況續(xù)n我國鋼軌探傷的根本特點(diǎn)是義務(wù)重、要求嚴(yán)和條件差，這與我國有縫線路多，鋼軌質(zhì)量差，車流密度大，鋼軌損傷快直接有關(guān)，長期以來，鐵路運(yùn)輸平安根本上是用提高探傷靈敏度和添加探傷次數(shù)的方法來實(shí)現(xiàn)的。探傷任務(wù)中存在的問題n目前廣泛運(yùn)用的手推式鋼軌探傷儀的探傷方法是：儀器發(fā)出報(bào)警聲音后，探傷工根據(jù)顯示的波形判別傷損。在鋼軌探傷作業(yè)中，探傷的質(zhì)量與探傷任務(wù)人員的閱歷、技術(shù)素質(zhì)和精神形狀有著親密關(guān)系，同時(shí)，也與探傷儀沿著鋼軌推行的速度有著親密的關(guān)系，在探傷儀推進(jìn)速度過快的情況下，由于探傷任務(wù)人員受大腦反響速度的限制，對(duì)一些傷損波形來不及

7、察看和判別，呵斥傷損的漏檢，同時(shí)，探傷的準(zhǔn)確性隨探傷儀的運(yùn)轉(zhuǎn)速度提高而降低。探傷任務(wù)中存在的問題續(xù)n在探傷任務(wù)中，還存在個(gè)別這樣的情況：探傷班組不按規(guī)定的周期檢查鋼軌，在探傷任務(wù)中走近路呵斥個(gè)別區(qū)段的鋼軌沒有得到檢查，或者以超越允許的速度進(jìn)展探傷，都會(huì)呵斥鋼軌傷損的漏檢，給行車平安帶來隱患。n運(yùn)用模擬式探傷儀進(jìn)展探傷作業(yè)時(shí),操作人員需求根據(jù)儀器上的超聲波回波信號(hào)進(jìn)展判別和手工記錄, 檢測(cè)的準(zhǔn)確性和可靠性受人為要素影響很大。另外,由于鋼軌探傷是在野外作業(yè),流動(dòng)性強(qiáng),管理部門對(duì)探傷作業(yè)的質(zhì)量缺乏科學(xué)有效的監(jiān)控手段。因此，探傷儀具備超聲波探傷信息的自動(dòng)記錄和處置功能是非常必要的。鋼軌探傷對(duì)小型探傷儀

8、的主要要求n針對(duì)目前鋼軌探傷過程中存在的問題，小型探傷儀除滿足TB/T2340-2000、JJG鐵道130-2019等規(guī)范和規(guī)范的技術(shù)要求外，還應(yīng)具有如下技術(shù)要求：n操作簡(jiǎn)便，具有中文信息顯示，傷損報(bào)警、報(bào)警類型及儀器形狀的中文信息提示；n智能實(shí)時(shí)判別傷損，提高傷損識(shí)別才干,降低人為要素的影響,不同類型的傷損具有不同的報(bào)警聲音和信息提示；n具有B掃描顯示，以便直觀地識(shí)別傷損。傳統(tǒng)的A顯示與B顯示相結(jié)合，兩種顯示方式的探傷結(jié)果可相互印證；小型探傷儀的主要要求續(xù)n儀器的任務(wù)形狀自動(dòng)調(diào)整，包括自動(dòng)識(shí)別軌型，自動(dòng)配置報(bào)警閘門，提高探傷效率；n探傷數(shù)據(jù)全程存儲(chǔ)，探傷儀至少能存儲(chǔ)公里線路的探傷數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)的

9、數(shù)據(jù)包括當(dāng)前位置的傷損報(bào)警、傷損圖形、位置、時(shí)間、速度、儀器的任務(wù)參數(shù)等； n可以事后回放探傷數(shù)據(jù)，重現(xiàn)探傷過程，實(shí)現(xiàn)傷損的事后分析和對(duì)探傷過程的監(jiān)控管理；n具有PWMIS接口，能自動(dòng)生成滿足PWMIS探傷管理系統(tǒng)的傷損數(shù)據(jù)，以便鋼軌的傷損管理，減少人員的繁雜錄入操作。超聲波探傷儀 模擬探傷儀n模擬探傷儀由同步電路、發(fā)射電路、鋸齒波電路、視頻放大電路和 CRT 顯示器等部分構(gòu)成。同步電路給出等時(shí)間間隔的固定脈沖，使儀器各部分同步任務(wù)；齒波電路驅(qū)動(dòng)示波管的程度偏轉(zhuǎn)板構(gòu)成時(shí)基線；視頻放大電路那么放大超聲信號(hào)，加到示波管的垂直偏轉(zhuǎn)板；兩者共同作用將超聲信號(hào)波形顯示在示波管熒光屏上。模擬式探傷儀不僅具

10、有技術(shù)成熟、價(jià)錢低、構(gòu)造簡(jiǎn)單、便于維修等優(yōu)點(diǎn)，由于超聲回波信號(hào)經(jīng)模擬電路處置后直接送熒光屏顯示，同一超聲回波在熒光屏上顯示高達(dá)400幅/秒左右，因此，還具有波形顯示迅速、不失真、無騰躍和抖動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)。由于模擬式探傷儀不具備對(duì)檢測(cè)信號(hào)記錄和信息處置的功能，現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)時(shí)需求依賴操作人員對(duì)顯示屏上的超聲波回波信號(hào)進(jìn)展判別和手工記錄，所以檢測(cè)結(jié)果受人為要素影響很大。另外，調(diào)整儀器參數(shù)，判別儀器缺點(diǎn)等都要依賴于操作人員的閱歷程度，故運(yùn)用模擬式鋼軌探傷儀探傷，易呵斥傷損的誤報(bào)、漏報(bào)，探傷質(zhì)量難以進(jìn)一步提高。超聲波探傷儀 半數(shù)字探傷儀n為抑制模擬探傷儀參數(shù)調(diào)整繁瑣的缺陷，數(shù)字技術(shù)部分運(yùn)用于超聲波探傷設(shè)備中。近幾

11、年，市場(chǎng)上推出了一批帶有微處置器的鋼軌超聲波探傷儀，這類探傷儀在原有探傷儀根底上運(yùn)用微處置器技術(shù)，具有儀器任務(wù)參數(shù)衰減器、報(bào)警閘門的存儲(chǔ)記憶才干，提高了儀器的可用性能。但超聲波探傷中要處置的中心信號(hào)超聲波回波信號(hào)并沒有數(shù)字化，而是同模擬探傷儀一樣進(jìn)展模擬信號(hào)處置，因此無法實(shí)現(xiàn)探傷數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)處置、自動(dòng)判傷、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等復(fù)雜功能。所以，此類探傷儀是一種以模擬信號(hào)處置為主，輔以數(shù)字處置的探傷儀，不是嚴(yán)厲意義上的數(shù)字探傷儀，可稱之為“半數(shù)字式。半數(shù)字探傷儀不僅具有模擬探傷儀的優(yōu)點(diǎn)，還有簡(jiǎn)便了操作。超聲波探傷儀 數(shù)字探傷儀n數(shù)字式鋼軌探傷儀具有的典型特征是在超聲波探傷中要處置的中心信號(hào)超聲波回波信號(hào)

12、數(shù)字化，并由微處置器實(shí)時(shí)處置、判別和存儲(chǔ)探傷數(shù)據(jù)。數(shù)字探傷儀與模擬探傷儀及半數(shù)字探傷儀相比，具有探傷數(shù)據(jù)的采集、運(yùn)算和存儲(chǔ)功能，能實(shí)現(xiàn)探傷過程中缺陷自動(dòng)斷定和讀出，缺陷位置的顯示以及探傷結(jié)果存儲(chǔ)、回放等后續(xù)處置。n由于引入了微處置器，數(shù)字探傷儀不僅可以實(shí)現(xiàn)探傷數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，還可以實(shí)現(xiàn)B掃描顯示和傷損的智能識(shí)別技術(shù)。超聲波探傷儀 數(shù)字探傷儀續(xù)nB掃描顯示B超由于顯示傷損的圖形，具有顯示直觀、易于判別、傷損圖形在屏幕上顯示停留時(shí)間長的優(yōu)點(diǎn)，因此在傷損判別上比A掃描更有優(yōu)勢(shì)，可以提高傷損的識(shí)別率，防止漏傷，減輕探傷工的勞動(dòng)強(qiáng)度。大型探傷車就是以B掃描圖形進(jìn)展傷損判別，而A掃描顯示主要用于探傷通道參數(shù)的調(diào)

13、整?，F(xiàn)實(shí)上，在引入微處置器后，數(shù)字探傷儀完全可以實(shí)現(xiàn)大型探傷車的探傷數(shù)據(jù)處置功能。超聲波探傷儀 數(shù)字探傷儀續(xù)n數(shù)字鋼軌探傷儀除了應(yīng)具有上面提到的性能外，還有應(yīng)具有如下性能：n能在惡劣環(huán)境強(qiáng)磁場(chǎng)、電場(chǎng)、高溫、嚴(yán)寒等下可靠運(yùn)用。n操作方式、軟件的運(yùn)用符合鐵路探傷人員的習(xí)慣。n對(duì)缺陷定量精度高，定性判別缺陷類型準(zhǔn)確。超聲波探傷儀 數(shù)字探傷儀續(xù)n目前，市場(chǎng)上有一部分?jǐn)?shù)字探傷儀由于設(shè)計(jì)方面的緣由，雖然采取超聲波回波信號(hào)數(shù)字化，但僅用數(shù)字的方式實(shí)現(xiàn)模擬或半數(shù)字探傷儀的功能，既沒有掃描顯示，也沒有智能識(shí)別。這類探傷儀沒有發(fā)揚(yáng)出微處置器數(shù)字處置技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，到達(dá)數(shù)字探傷儀應(yīng)有的功能。還有些探傷儀只能孤立顯示各探

14、傷通道的B掃描圖形，無法拼接成一幅完好的B顯圖形，這些孤立的圖形非常散亂，不便于傷損的判別。超聲波探傷儀 數(shù)字探傷儀續(xù)n由于采用的顯示方式不一樣，數(shù)字探傷儀有兩類：n 平板顯示數(shù)字探傷儀n CRT顯示數(shù)字探傷儀n平板顯示數(shù)字探傷儀采用LCD或EL平板顯示器，具有如下優(yōu)點(diǎn)：n 顯示亮度高n 屏幕尺寸大超聲波探傷儀 數(shù)字探傷儀續(xù)nCRT顯示數(shù)字探傷儀采用CRT顯示器，與LCD或EL平板顯示數(shù)字探傷儀相比具有如下優(yōu)點(diǎn)：nCRT顯示刷新頻率400Hz左右，LCD或EL的刷新頻率普通在5060Hz，因此，CRT顯示的波形穩(wěn)定、不失真、不抖動(dòng)和騰躍，更符合探傷工的習(xí)慣。nCRT經(jīng)過長期的野外運(yùn)轉(zhuǎn)驗(yàn)證，能在

15、惡劣的環(huán)境強(qiáng)磁場(chǎng)、電場(chǎng)、高溫、嚴(yán)寒等下可靠地任務(wù)。nCRT顯示具有較低的功耗，用同樣容量的電池供電，CRT顯示數(shù)字探傷儀支持更長時(shí)間的野外探傷作業(yè)。SZT-8智能數(shù)字探傷儀-系統(tǒng)構(gòu)造探傷數(shù)據(jù)分析管理微處置器MCU顯示屏鍵盤存儲(chǔ)器報(bào)警器顯示驅(qū)動(dòng)位移傳感器數(shù)字信號(hào)處置器發(fā)射通道切換探頭限幅衰減放大濾波檢波PWMIS探傷管理系統(tǒng)探傷儀SZT-8智能數(shù)字探傷儀-系統(tǒng)構(gòu)造續(xù)n大規(guī)模數(shù)字信號(hào)處置電路配合嵌入式工業(yè)微處置器，實(shí)現(xiàn)鋼軌探傷超聲回波信號(hào)的數(shù)字化、信號(hào)采集、探傷儀的界面顯示、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和操作控制。嵌入式微處置器根據(jù)傷損識(shí)別模型對(duì)超聲回波數(shù)字信號(hào)進(jìn)展分析處置，識(shí)別出鋼軌的傷損及其傷損類型并報(bào)警提示，同

16、時(shí)，微處置器將數(shù)字化的超聲回波信號(hào)處置成B掃描圖形，顯示在顯示屏上供探傷人員實(shí)時(shí)監(jiān)視分析，存儲(chǔ)在非易失存儲(chǔ)器中供事后分析和傷損管理。n探傷數(shù)據(jù)分析管理系統(tǒng)作為智能探傷儀與PWMIS探傷管理系統(tǒng)的橋梁和接口，將探傷儀存儲(chǔ)的探傷數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為PWMIS探傷管理系統(tǒng)可接受的數(shù)據(jù)，以實(shí)現(xiàn)傷損管理自動(dòng)化。同時(shí)，探傷數(shù)據(jù)分析管理系統(tǒng)回放探傷儀存儲(chǔ)的探傷數(shù)據(jù)，重現(xiàn)探傷過程，產(chǎn)生統(tǒng)計(jì)報(bào)表，實(shí)現(xiàn)傷損的分析和探傷過程的監(jiān)控管理。 SZT-8智能數(shù)字探傷儀-功能特點(diǎn)n七通道智能數(shù)字探傷儀n示波管顯示器，環(huán)境順應(yīng)性好。A顯波形真實(shí)穩(wěn)定，符合探傷工的習(xí)慣n全通道B顯及組合通道B顯， A/B顯示可隨時(shí)切換印證 n自動(dòng)識(shí)別軌型

17、、軌縫，無傷軌縫不報(bào)警n先進(jìn)的傷損判別功能，有效地過濾不是傷損的超聲回波，真正做到有傷報(bào)警n報(bào)警通道及報(bào)警類型顯示n快速傷損定位，聲程、程度、垂直數(shù)據(jù)直讀n九套探傷儀任務(wù)參數(shù)的設(shè)置調(diào)用、修正和保管，便于多人共用一臺(tái)儀器n全程探傷數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，內(nèi)置存儲(chǔ)器能存儲(chǔ)150km以上的探傷數(shù)據(jù)，外置存儲(chǔ)器可存儲(chǔ)更多的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)內(nèi)容包括探傷全程B掃描圖形、傷損報(bào)警信息、傷損類型及位置、儀器的任務(wù)形狀探傷方式，靈敏度等、探傷時(shí)間、速度、里程、探傷班組人員信息等n先進(jìn)的回放功能，探傷數(shù)據(jù)既能在儀器上回放，又可以在PC機(jī)上回放，重現(xiàn)探傷過程，便于傷損的事后分析和探傷過程的監(jiān)控管理nPWMIS系統(tǒng)接口B掃描顯示nB掃描

18、顯示鋼軌截面圖形，假設(shè)有缺陷，缺陷的圖形也顯示出來，直觀方便，便于識(shí)別和確認(rèn)傷損。A超與B超兩者結(jié)合，既可從圖形界面直觀察看是螺孔、端面、還是傷損，又可以從波形界面判別傷損大小，位置等信息。B超顯示的鋼軌截面圖隨探傷車的挪動(dòng)在屏幕上滾動(dòng)，好似播放鋼軌截面的影片。B掃描顯示nB掃描顯示的圖形由軟件繪制，顯示的圖形如下圖：B掃描的優(yōu)點(diǎn) n直觀，易于判別，傷損的外形、大小、位置經(jīng)過圖形直觀地顯示出來。n損傷圖形屏幕上停留的時(shí)間長，便于傷損的捕捉。無論傷損的大小，鋼軌恣意一點(diǎn)的截面圖形從屏幕左邊出現(xiàn)滾動(dòng)到屏幕右邊消逝，探傷儀要推行一米左右的間隔 。而在 A掃描下，一個(gè)螺孔大小的傷損從出波到波消逝，探傷

19、儀推過的間隔 在30mm50mm左右，如探傷儀推行速度為2公里/小時(shí)，那么傷損出波到波消逝的時(shí)間約為90ms(毫秒)，非常之一秒不到。智能識(shí)別n智能識(shí)別技術(shù)包括軌型識(shí)別、軌縫識(shí)別、智能報(bào)警和智能傷損識(shí)別。n軌型識(shí)別實(shí)現(xiàn)探傷轉(zhuǎn)換軌型時(shí)自動(dòng)配置儀器的任務(wù)參數(shù)衰減、方門，調(diào)整儀器的任務(wù)形狀自動(dòng)順應(yīng)正在探查的軌型，提高探傷作業(yè)效率。n智能軌縫識(shí)別濾除鋼軌的接頭斷面的超聲回波信號(hào)，實(shí)現(xiàn)無傷軌縫不報(bào)警，有傷軌縫必報(bào)警，防止軌頭處傷損的漏檢。n智能報(bào)警進(jìn)一步提高傷損的識(shí)別才干，對(duì)超聲回波信號(hào)參與位移量和位置的判別，真正實(shí)現(xiàn)無傷不報(bào)警，有傷必報(bào)警，防止傷損的漏檢。n智能傷損識(shí)別對(duì)一些確定的傷損進(jìn)展自動(dòng)判傷，自動(dòng)登記記錄傷損的編碼類型及對(duì)應(yīng)探頭的報(bào)警信息，提高作業(yè)效率，防止傷損的漏判和漏登記。數(shù)據(jù)回放及分析管理n探傷數(shù)據(jù)既能在儀器上回放，又可以在PC機(jī)上回放，重現(xiàn)探傷過程。探傷數(shù)據(jù)分析管理系統(tǒng)回放顯示的信息包括B掃描圖形、探傷時(shí)間、里程位置、探傷行進(jìn)速度、報(bào)警信息、傷損及傷損類型、儀器的任務(wù)參數(shù)、線路信息、探傷班組信息等。主要作用如下：n傷損分析：