無損檢測 軌道交通雙軌探傷設(shè)備 標(biāo)定試塊 編制說明

1、PAGE 5PAGE 10中國材料與試驗(yàn)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)無損檢測 軌道交通雙軌探傷設(shè)備 標(biāo)定試塊編制說明一、標(biāo)準(zhǔn)編制說明內(nèi)容1、工作簡要過程，來源、主要參加單位和工作組成員等依據(jù)中國鐵路總公司印發(fā)的 雙軌式鋼軌超聲波探傷儀暫行技術(shù)條件（TJ/GW157-2017）和參與的鐵路總公司重大課題項(xiàng)目高鐵鋼軌淺表層缺陷快速檢測關(guān)鍵技術(shù)研究及裝備研制，國家科技部重大科學(xué)儀器開發(fā)專項(xiàng)在役鋼軌缺陷綜合檢測監(jiān)測設(shè)備開發(fā)與應(yīng)用，每年需對軌道交通雙軌探傷設(shè)備進(jìn)行技術(shù)狀態(tài)鑒定，軌道交通雙軌探傷采用動態(tài)標(biāo)定方式，鋪設(shè)低速、高速試驗(yàn)線，建立由靜態(tài)到動態(tài)、低速到高速的探傷標(biāo)定體系，保證檢測數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)，對軌道交通雙軌探傷設(shè)備的技術(shù)

2、發(fā)展及應(yīng)用提供重要的指導(dǎo)作用。該項(xiàng)目的實(shí)施，不僅可以促進(jìn)我國探傷裝備產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，同時對我國機(jī)械設(shè)備制造業(yè)及冶金、材料生產(chǎn)的發(fā)展也具有十分重要的推動作用，對促進(jìn)相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)進(jìn)步，擴(kuò)大社會就業(yè)，產(chǎn)生積極的影響。主要參加單位和工作組成員有：南京航空航天大學(xué)，王平、賈銀亮、李開宇、石玉、姚恩濤；中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，耿明、許勇、何杰；中國鐵道科學(xué)研究院，張玉華、熊龍輝、李培、鐘艷春；南京派光高速載運(yùn)智慧感知研究院有限公司，徐維磊、趙戰(zhàn)軍。2、標(biāo)準(zhǔn)化對象簡要情況及制修訂標(biāo)準(zhǔn)的原則1）標(biāo)準(zhǔn)化對象簡要情況（1）產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn) 產(chǎn)品主要品種、產(chǎn)量及生產(chǎn)廠家目前，鐵路部門廣泛采用鋼軌探傷車對鋼軌進(jìn)行周期性

3、超聲波探傷，朔黃鐵路公司自2013年引進(jìn)鋼軌探傷車，最高檢測速度為80，實(shí)現(xiàn)了正線鋼軌快速檢測，具有安全、高效、連續(xù)及全天候的特點(diǎn)，自運(yùn)用以來累 計(jì)檢出重傷400余處，在鋼軌防斷方面發(fā)揮了重大作用。為此，朔黃鐵路公司通過改造、研發(fā)試驗(yàn)裝置，制定探輪測試標(biāo)準(zhǔn)，建立了一套完整的從探輪到系統(tǒng)、從靜態(tài)到動態(tài)的探傷車超聲檢測 系統(tǒng)標(biāo)定體系，保證檢測數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)。 產(chǎn)品主要用途及質(zhì)量情況鋼軌承受車輪傳來的壓力和沖擊載荷，服役過程中出現(xiàn)的傷損直接影響其機(jī)械結(jié)構(gòu)性能和使用壽命。傷損在發(fā)展過程中，將對鋼軌不同位置造成威脅。按照發(fā)生的位置，可以劃分成鋼軌表面疲勞和應(yīng)力集中、鋼軌表面裂紋損傷、鋼軌內(nèi)部核傷、鋼軌軌顎損

4、傷、鋼軌螺孔損傷和軌底損傷。地鐵鐵路鋼軌表面的傷損，主要表現(xiàn)為鋼軌表面材料組織結(jié)構(gòu)變化和疲勞、擦傷、波磨、軌頭表面及近表面裂紋、剝離掉塊、踏面壓潰等。鋼軌模擬表面裂紋試塊是采用兩根長度 3.125 米的 60 軌焊接組 合而成，總長 6.25 米。整根鋼軌上共加工 6 組不同類型的模擬裂紋。 人工傷損的寬度根據(jù)實(shí)際加工能力應(yīng)盡量窄。且各人工傷損之間的間 隔（間隔指的是兩個傷損之間的最近水平距離）都為 100mm。每組裂紋缺陷的間隔最少為 300mm。詳見：附件(一)圖紙。不同深度的裂紋 與列車運(yùn)行方向成 45角度，與水平面成 30角度，踏面發(fā)展長度 5mm，深度 分別 0.35mm、0.5mm

5、、1.0mm、1.5mm、2.0mm、2.7mm、3.5mm、5.0mm。不同長度的裂紋與列車運(yùn)行方向成 45角度，與水平面成 30角度，踏面發(fā)展長度分別 1mm、 2mm、3m、5mm、10mm、15mm，深度 2.7mm。與列車運(yùn)行方向成不同角度的裂紋 與列車運(yùn)行方向分別成 15、30、45、60、90角度，與水平面成 30 角度，踏面發(fā)展長度 5mm，深度 2.7mm。與水平面成不同角度的裂紋 與列車運(yùn)行方向成 45角度，與水平面分別成 5、10、15、30、45、 90角度，踏面發(fā)展長度 5mm，深度 2.7mm。不同埋藏深度的裂紋 與列車運(yùn)行方向成 90角度，與水平面分別成 90角度

6、，踏面發(fā)展長度 5mm， 深度 5mm。埋藏深度分別為 0mm、1mm、2mm、3mm、5mm、7mm。2）制修訂標(biāo)準(zhǔn)的原則（1）制修訂標(biāo)準(zhǔn)的依據(jù)或理由鋼軌表面?zhèn)麚p多出現(xiàn)在軌頭表面處，范圍廣、早期危害相對較輕，但若不采取有效措施控制，則會發(fā)展為近表面裂紋，將對軌距角造成嚴(yán)重?fù)p害。此外，在鋼軌的巡檢和探傷作業(yè)中，表面?zhèn)麚p的存在會對傳統(tǒng)的以超聲波技術(shù)為主的內(nèi)部核傷的判別和鑒定造成嚴(yán)重干擾。兩種不同損傷程度擦傷實(shí)物圖如下圖所示。（a）白層組織擦傷（b）已形成掉塊擦傷圖 鋼軌擦傷高速鐵路鋼軌踏面隱傷已成為國內(nèi)外鋼軌滾動接觸疲勞中的主要傷損形式之一，容易出現(xiàn)在列車運(yùn)行速度較高鋼軌強(qiáng)度等級較高及列車加減速

7、區(qū)段。隱傷又稱為鋼軌踏面裂紋或踏面壓潰，裂紋開口朝著軌頭內(nèi)頂角方向，當(dāng)輪軌接觸應(yīng)力與鋼軌殘余應(yīng)力的疊加超出安定極限值時，因鋼軌表層產(chǎn)生塑性流動，萌生表面微裂紋。鋼軌踏面隱傷是初始微裂紋在某種特定影響因素作用下擴(kuò)展形成的，鋼軌踏面隱傷一旦形成，在輪軌力作用下會產(chǎn)生踏面橢圓形凹陷，同時伴有V形裂紋，且裂紋隨著輪軌作用力的疊加不斷擴(kuò)展，對軌道平順性、高速列車運(yùn)行平穩(wěn)性造成不利影響，嚴(yán)重時導(dǎo)致鋼軌斷裂，從而危及行車安全。鋼軌隱傷實(shí)物圖如下圖所示。圖 SEQ 圖 * ARABIC 2 鋼軌隱傷（2）制修訂標(biāo)準(zhǔn)的原則遵循“面向市場、服務(wù)產(chǎn)業(yè)、自主制定、適時推出、及時修訂、不斷完善”的標(biāo)準(zhǔn)編制原則，并與技術(shù)

8、創(chuàng)新、試驗(yàn)驗(yàn)證、產(chǎn)業(yè)推進(jìn)、應(yīng)用推廣相結(jié)合，統(tǒng)籌推進(jìn)。在確定本標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容時，綜合考慮生產(chǎn)企業(yè)的使用習(xí)慣和用戶的利益，尋求最大的經(jīng)濟(jì)、社會效益，充分體現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)在技術(shù)上的先進(jìn)性和技術(shù)上的合理性。本標(biāo)準(zhǔn)的起草宗旨：在符合適用性的前提下，盡量降低標(biāo)準(zhǔn)的各項(xiàng)要求、簡化方法過程，從而達(dá)到降低生產(chǎn)成本的目的。本標(biāo)準(zhǔn)在結(jié)構(gòu)編寫和內(nèi)容編排等方面依據(jù)GB/T 1.1標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則 第1部分：標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)和編寫進(jìn)行編寫。本課題集中了科研院所、制造廠商、最終用戶等多方優(yōu)勢，組成創(chuàng)新能力強(qiáng)、知識結(jié)構(gòu)合理的技術(shù)攻關(guān)團(tuán)隊(duì)，利用產(chǎn)、研、用技術(shù)攻關(guān)團(tuán)隊(duì)的優(yōu)勢，可保障本課題的順利進(jìn)行。3、采用國際標(biāo)準(zhǔn)和國外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)的項(xiàng)目本標(biāo)準(zhǔn)為自

9、主起草。國內(nèi)尚未有類似的標(biāo)準(zhǔn)，國外已有類似的標(biāo)準(zhǔn)，故本標(biāo)準(zhǔn)采用國際規(guī)范或國外先進(jìn)技術(shù)。本標(biāo)準(zhǔn)水平為國際先進(jìn)水平。4、標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容（包括牌號、成分、性能指標(biāo)、型號、各種參數(shù)、公式、試驗(yàn)方法、 檢驗(yàn)規(guī)則等）確定的論據(jù)（包括試驗(yàn)、驗(yàn)證、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)等），修訂標(biāo)準(zhǔn)時，應(yīng)列有新舊標(biāo)準(zhǔn)的對比分析。依據(jù)中國鐵路總公司印發(fā)的 雙軌式鋼軌超聲波探傷儀暫行技術(shù)條件（TJ/GW157-2017）和參與的鐵路總公司重大課題項(xiàng)目高鐵鋼軌淺表層缺陷快速檢測關(guān)鍵技術(shù)研究及裝備研制，國家科技部重大科學(xué)儀器開發(fā)專項(xiàng)在役鋼軌缺陷綜合檢測監(jiān)測設(shè)備開發(fā)與應(yīng)用，國家自然科學(xué)基金委員重大科學(xué)儀器開發(fā)專項(xiàng)鋼軌接觸疲勞及裂紋多物理高速巡檢監(jiān)測技

10、術(shù)攻關(guān)，國家科技部國家質(zhì)量基礎(chǔ)的共性研究與應(yīng)用重點(diǎn)研發(fā)專項(xiàng)材料損傷電磁無損檢測與評估關(guān)鍵技術(shù)研究及儀器研制。制定相關(guān)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)以保證雙軌探傷設(shè)備研發(fā)、檢測、使用、維護(hù)的標(biāo)準(zhǔn)化。本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了雙軌探傷車鋼軌內(nèi)部超聲波探傷方法，適用于鋼軌母材內(nèi)部大面積傷損超聲波探傷，包括內(nèi)部核傷、軌底傷損、焊縫傷損狀況的檢驗(yàn)。本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了雙軌探傷車鋼軌軌頭表面電磁探傷方法，適用于鋼軌母材頂表面?zhèn)麚p電磁探傷，包括擦傷、掉塊、魚鱗傷狀況的檢驗(yàn)。本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了雙軌探傷設(shè)備的動力系統(tǒng)、安全防護(hù)措施、限界表準(zhǔn)。本標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施主體為海下油氣田開采的產(chǎn)品等本標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布后，有利于把握水下井口和采油樹產(chǎn)品質(zhì)量，將會給中國帶來良好的社會效益和

11、一定的經(jīng)濟(jì)效益。 5、主要試驗(yàn)（或驗(yàn)證）結(jié)果的分析、綜述報告、技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證，預(yù)期的經(jīng)濟(jì)效果等。目前襄陽金鷹重型工程機(jī)械廠，已安裝一段標(biāo)定試塊，如附件一所示。在其安裝地點(diǎn)，由中國鐵道科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司基礎(chǔ)設(shè)施檢測研究所牽頭，進(jìn)行了基于鋼軌探傷車的鋼軌母材淺表層缺陷綜合檢測試驗(yàn)。綜合檢測鋼軌探傷車暫定型號為GTC-80X鋼軌探傷車樣車，集成了超聲波、電磁、軌面高清成像、鋼軌輪廓檢測技術(shù)手段，整車及檢測設(shè)備如下圖所示。圖 融合多種檢測技術(shù)的綜合檢測鋼軌探傷車檢出率結(jié)果為：電磁探傷檢測系統(tǒng)的自動識別平均人工傷損檢出率為99.29%，不低于80%，；軌面高清探傷檢測系統(tǒng)的自動識別平均人工傷損檢出率為

12、100%，不低于80%；廓形檢測系統(tǒng)檢測到的廓形數(shù)據(jù)與平交道口廓形形狀一致，動態(tài)標(biāo)定合格。多系統(tǒng)同步試驗(yàn)結(jié)果為：通過對鋼軌探傷車（GTC-80IIx型）超聲波探傷系統(tǒng)、電磁探傷系統(tǒng)、軌面高清檢測系統(tǒng)和鋼軌輪廓檢測系統(tǒng)數(shù)據(jù)同步進(jìn)行試驗(yàn)，得出如下表所示結(jié)論：（1）超聲波和電磁數(shù)據(jù)同步試驗(yàn)22次檢測中距離差值與平均距離差值的差均小于500mm，動態(tài)標(biāo)定合格。（2）鋼軌輪廓數(shù)據(jù)同步試驗(yàn)20次檢測中道口處廓形信號和校準(zhǔn)里程更新處信號的距離差均小于3m，動態(tài)標(biāo)定合格。（3）軌面高清數(shù)據(jù)同步試驗(yàn)22次檢測中淺表層人工傷損軌一端接頭處軌面高清信號和校準(zhǔn)里程更新處信號的距離差均小于3m，動態(tài)標(biāo)定合格。（4）超聲

13、波數(shù)據(jù)同步試驗(yàn)22次檢測中淺表層人工傷損軌一端接頭處軌面高清信號和校準(zhǔn)里程更新處信號的距離差均小于3m，動態(tài)標(biāo)定合格。6、與有關(guān)的現(xiàn)行的方針、政策、法律、法規(guī)和強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系。本標(biāo)準(zhǔn)與我國的現(xiàn)行法律、法規(guī)和強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)沒有沖突。7、對征求意見及重大分歧意見的處理經(jīng)過和依據(jù)。本標(biāo)準(zhǔn)制定過程中，尚無出現(xiàn)未采納的重大分歧意見。8、標(biāo)準(zhǔn)水平建議，預(yù)期的社會經(jīng)濟(jì)效果。采用新型鎳基等高合金焊絲制做的新一代復(fù)合材料。它具有鋼產(chǎn)品的高強(qiáng)韌性和高耐磨性，可以反復(fù)修復(fù)多次，能使鋼材料降低消耗，大幅降低成本。主要用于冶金、采礦、機(jī)械、石油、電力等行業(yè)中大量使用的易磨損零件、工模具的制造與修復(fù)。堆焊層超聲波探傷方法，在國內(nèi)一直沒有好的標(biāo)準(zhǔn)可參考，存在超聲試塊控制和靈敏度設(shè)置不正確，以及超聲檢測方法不可靠，并且堆焊產(chǎn)品沒有驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)等等，而國外標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范已形成多年，非常成熟。如何確定產(chǎn)品堆焊質(zhì)量，成為無損檢測領(lǐng)域重大課題。 本標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)這些國際標(biāo)準(zhǔn)對基材和耐腐蝕合金堆焊之間交界面熔接的部分作相關(guān)規(guī)定，并結(jié)合我國產(chǎn)品堆焊層制造和使用的實(shí)際情況制定。在符合工業(yè)生產(chǎn)適用性的前提下，盡量降低各項(xiàng)要求、簡化方法過程，從而達(dá)到降低生產(chǎn)成本的目的。針對高風(fēng)險部件或技術(shù)，針對性的加強(qiáng)堆焊產(chǎn)品無損檢測質(zhì)量，提高系統(tǒng)整體可靠性，將對堆焊產(chǎn)