钢轨超声波探伤技术及设备介绍ppt课件

1、钢轨超声波探伤技术及设备情况引见钢轨伤损产生缘由及探伤的必要性n在铁路运输系统中，钢轨起着支撑列车的作用。列车在加速和制动过程中以及经过钢轨接缝、弯道、和道岔时，对钢轨呵斥摩擦、挤压、弯曲和冲击作用。在这些应力反复作用下，连同气候要素如温度变化，雨雪冰霜以及消除它们所需的盐、砂和除冰剂等，钢轨极易产生疲劳裂纹和腐蚀。裂纹和腐蚀一旦产生就能够快速扩展，从而呵斥钢轨折断等艰苦恶性事故。缘由及探伤必要性续n由干钢轨在运用过程中会因应力的作用而产生各种疲劳缺陷，这些疲劳缺陷如不及时检出，会呵斥钢轨折断以致引起列车颠覆、中断交通等恶性事故，因此各国对钢轨探伤都非常注重，不惜投入大量人力、物力，对在役钢轨

2、进展定期检验，以便及早发现疲劳伤损，防止断轨，确保平安。n钢轨伤损是轨道交通中一个比较突出的问题,它与行车平安、运输本钱、钢材选用和设计制造都有着亲密的关系。钢轨伤损根据伤损程度可分为轻伤、轻伤在开展、重伤和断轨。缘由及探伤必要性续n我国铁路正在向高速、重载的方向开展。超期服役的钢轨数量很大，线路上的钢轨在承当繁重的运输义务过程中，不可防止要产生各种损伤。因此，进展钢轨内部的探伤对于保证铁路的正常运转具有举足轻重的作用。超声波探伤n超声波探伤是国内外钢轨探伤的主要探伤方法。伴随着对超声波技术的研讨，使得对钢轨内部探伤成为能够。超声波无损探伤技术是上世纪 50 年代开展起来的一种探伤方法。同时，

3、计算机技术、数字信号处置技术以及集成电路技术的迅速开展，促进了超声波在无损探伤中的广泛运用。n钢轨超声波探伤设备主要有二种：n大型探伤车n小型探伤仪钢轨探伤特点n钢轨超声波探伤与其他普通工件探伤不同，具有本人的特点：n钢轨不像其他普通工件那样可以挪动，因此必需挪动探伤设备进展探伤；n钢轨探伤不能像其他探伤那样可以选择探测面，普通只能从钢轨踏面进展探伤；n钢轨外形比较复杂，具有轨头、轨腰、轨底，单探头不能覆盖钢轨整个横断面，因此需求不同角度的探头同时探测钢轨的不同部位。国外钢轨探伤情况n国外钢轨探伤部门与铁路部门普通是分别的，也就是说探伤部门和铁路部门分属于不同的公司，铁路部门把探伤任务以合同方

4、式委托给探伤公司，铁路部门只担任提供必要的探伤条件，探伤公司那么要根据铁路部门的要求定期对钢轨进展检验。这种做法的优点是责任明确，任务上防止人为干扰，铁路部门可以不用配备大量探伤人员和设备，而探伤部门那么可按照探伤任务的固有规律开展任务、履行职责。这样突破了探伤技术和设备的部门一切，有利干发扬探伤人员的积极性，真正做到人尽其才，物尽其用，在猛烈的市场竞争中迫使探伤部门不断完善更新本人的探伤设备和提高探伤人员的素质，有利干无损检测技术的开展和探伤技术程度的提高。国外钢轨探伤情况续n国外钢轨探伤主要运用大型探伤车，小型设备普通只用来复查大型探伤车的检验结果。目前探伤车的探伤速度大多在2050km/

5、h左右，较高一些的可达40 80km/h。探伤车的任务方式多为停顿式，即探伤时线路是封锁的。发现伤损马上停下来手工复查，一旦确认立刻换轨，这一点我国目前还很难做到。国内钢轨探伤情况n由于我国运输忙碌，车流密度大，探伤作业没能固定时间，大型设备难以运用，因此钢轨探伤至今仍以小车为主，这点与国外大不一样。我国的探伤小车普通具有多个通道，可以携带多种探头同时任务，有声光报警指示，可以利用列车行进的间隙上道检查，实际证明这是一种比较符合我国国情的高效率、低耗费的探伤设备。虽然我国近几年进口了多台大型钢轨探伤车，但由于其探伤速度仅为4080km/h，难以在正线线路上运用，因此至今仍未发扬正常作用，在今后

6、相当长的时间内，我国这种以小车为主的探伤格局将很难改动。国内钢轨探伤情况续n我国钢轨探伤的根本特点是义务重、要求严和条件差，这与我国有缝线路多，钢轨质量差，车流密度大，钢轨损伤快直接有关，长期以来，铁路运输平安根本上是用提高探伤灵敏度和添加探伤次数的方法来实现的。探伤任务中存在的问题n目前广泛运用的手推式钢轨探伤仪的探伤方法是：仪器发出报警声音后，探伤工根据显示的波形判别伤损。在钢轨探伤作业中，探伤的质量与探伤任务人员的阅历、技术素质和精神形状有着亲密关系，同时，也与探伤仪沿着钢轨推行的速度有着亲密的关系，在探伤仪推进速度过快的情况下，由于探伤任务人员受大脑反响速度的限制，对一些伤损波形来不及

7、察看和判别，呵斥伤损的漏检，同时，探伤的准确性随探伤仪的运转速度提高而降低。探伤任务中存在的问题续n在探伤任务中，还存在个别这样的情况：探伤班组不按规定的周期检查钢轨，在探伤任务中走近路呵斥个别区段的钢轨没有得到检查，或者以超越允许的速度进展探伤，都会呵斥钢轨伤损的漏检，给行车平安带来隐患。n运用模拟式探伤仪进展探伤作业时,操作人员需求根据仪器上的超声波回波信号进展判别和手工记录, 检测的准确性和可靠性受人为要素影响很大。另外,由于钢轨探伤是在野外作业,流动性强,管理部门对探伤作业的质量缺乏科学有效的监控手段。因此，探伤仪具备超声波探伤信息的自动记录和处置功能是非常必要的。钢轨探伤对小型探伤仪

8、的主要要求n针对目前钢轨探伤过程中存在的问题，小型探伤仪除满足TB/T2340-2000、JJG铁道130-2019等规范和规范的技术要求外，还应具有如下技术要求：n操作简便，具有中文信息显示，伤损报警、报警类型及仪器形状的中文信息提示；n智能实时判别伤损，提高伤损识别才干,降低人为要素的影响,不同类型的伤损具有不同的报警声音和信息提示；n具有B扫描显示，以便直观地识别伤损。传统的A显示与B显示相结合，两种显示方式的探伤结果可相互印证；小型探伤仪的主要要求续n仪器的任务形状自动调整，包括自动识别轨型，自动配置报警闸门，提高探伤效率；n探伤数据全程存储，探伤仪至少能存储公里线路的探伤数据。存储的

9、数据包括当前位置的伤损报警、伤损图形、位置、时间、速度、仪器的任务参数等； n可以事后回放探伤数据，重现探伤过程，实现伤损的事后分析和对探伤过程的监控管理；n具有PWMIS接口，能自动生成满足PWMIS探伤管理系统的伤损数据，以便钢轨的伤损管理，减少人员的繁杂录入操作。超声波探伤仪 模拟探伤仪n模拟探伤仪由同步电路、发射电路、锯齿波电路、视频放大电路和 CRT 显示器等部分构成。同步电路给出等时间间隔的固定脉冲，使仪器各部分同步任务；齿波电路驱动示波管的程度偏转板构成时基线；视频放大电路那么放大超声信号，加到示波管的垂直偏转板；两者共同作用将超声信号波形显示在示波管荧光屏上。模拟式探伤仪不仅具

10、有技术成熟、价钱低、构造简单、便于维修等优点，由于超声回波信号经模拟电路处置后直接送荧光屏显示，同一超声回波在荧光屏上显示高达400幅/秒左右，因此，还具有波形显示迅速、不失真、无腾跃和抖动的优点。由于模拟式探伤仪不具备对检测信号记录和信息处置的功能，现场检测时需求依赖操作人员对显示屏上的超声波回波信号进展判别和手工记录，所以检测结果受人为要素影响很大。另外，调整仪器参数，判别仪器缺点等都要依赖于操作人员的阅历程度，故运用模拟式钢轨探伤仪探伤，易呵斥伤损的误报、漏报，探伤质量难以进一步提高。超声波探伤仪 半数字探伤仪n为抑制模拟探伤仪参数调整繁琐的缺陷，数字技术部分运用于超声波探伤设备中。近几

11、年，市场上推出了一批带有微处置器的钢轨超声波探伤仪，这类探伤仪在原有探伤仪根底上运用微处置器技术，具有仪器任务参数衰减器、报警闸门的存储记忆才干，提高了仪器的可用性能。但超声波探伤中要处置的中心信号超声波回波信号并没有数字化，而是同模拟探伤仪一样进展模拟信号处置，因此无法实现探伤数据的计算机实时处置、自动判伤、数据存储等复杂功能。所以，此类探伤仪是一种以模拟信号处置为主，辅以数字处置的探伤仪，不是严厉意义上的数字探伤仪，可称之为“半数字式。半数字探伤仪不仅具有模拟探伤仪的优点，还有简便了操作。超声波探伤仪 数字探伤仪n数字式钢轨探伤仪具有的典型特征是在超声波探伤中要处置的中心信号超声波回波信号

12、数字化，并由微处置器实时处置、判别和存储探伤数据。数字探伤仪与模拟探伤仪及半数字探伤仪相比，具有探伤数据的采集、运算和存储功能，能实现探伤过程中缺陷自动断定和读出，缺陷位置的显示以及探伤结果存储、回放等后续处置。n由于引入了微处置器，数字探伤仪不仅可以实现探伤数据存储，还可以实现B扫描显示和伤损的智能识别技术。超声波探伤仪 数字探伤仪续nB扫描显示B超由于显示伤损的图形，具有显示直观、易于判别、伤损图形在屏幕上显示停留时间长的优点，因此在伤损判别上比A扫描更有优势，可以提高伤损的识别率，防止漏伤，减轻探伤工的劳动强度。大型探伤车就是以B扫描图形进展伤损判别，而A扫描显示主要用于探伤通道参数的调

13、整。现实上，在引入微处置器后，数字探伤仪完全可以实现大型探伤车的探伤数据处置功能。超声波探伤仪 数字探伤仪续n数字钢轨探伤仪除了应具有上面提到的性能外，还有应具有如下性能：n能在恶劣环境强磁场、电场、高温、严寒等下可靠运用。n操作方式、软件的运用符合铁路探伤人员的习惯。n对缺陷定量精度高，定性判别缺陷类型准确。超声波探伤仪 数字探伤仪续n目前，市场上有一部分数字探伤仪由于设计方面的缘由，虽然采取超声波回波信号数字化，但仅用数字的方式实现模拟或半数字探伤仪的功能，既没有扫描显示，也没有智能识别。这类探伤仪没有发扬出微处置器数字处置技术的优势，到达数字探伤仪应有的功能。还有些探伤仪只能孤立显示各探

14、伤通道的B扫描图形，无法拼接成一幅完好的B显图形，这些孤立的图形非常散乱，不便于伤损的判别。超声波探伤仪 数字探伤仪续n由于采用的显示方式不一样，数字探伤仪有两类：n 平板显示数字探伤仪n CRT显示数字探伤仪n平板显示数字探伤仪采用LCD或EL平板显示器，具有如下优点：n 显示亮度高n 屏幕尺寸大超声波探伤仪 数字探伤仪续nCRT显示数字探伤仪采用CRT显示器，与LCD或EL平板显示数字探伤仪相比具有如下优点：nCRT显示刷新频率400Hz左右，LCD或EL的刷新频率普通在5060Hz，因此，CRT显示的波形稳定、不失真、不抖动和腾跃，更符合探伤工的习惯。nCRT经过长期的野外运转验证，能在

15、恶劣的环境强磁场、电场、高温、严寒等下可靠地任务。nCRT显示具有较低的功耗，用同样容量的电池供电，CRT显示数字探伤仪支持更长时间的野外探伤作业。SZT-8智能数字探伤仪-系统构造探伤数据分析管理微处置器MCU显示屏键盘存储器报警器显示驱动位移传感器数字信号处置器发射通道切换探头限幅衰减放大滤波检波PWMIS探伤管理系统探伤仪SZT-8智能数字探伤仪-系统构造续n大规模数字信号处置电路配合嵌入式工业微处置器，实现钢轨探伤超声回波信号的数字化、信号采集、探伤仪的界面显示、数据存储和操作控制。嵌入式微处置器根据伤损识别模型对超声回波数字信号进展分析处置，识别出钢轨的伤损及其伤损类型并报警提示，同

16、时，微处置器将数字化的超声回波信号处置成B扫描图形，显示在显示屏上供探伤人员实时监视分析，存储在非易失存储器中供事后分析和伤损管理。n探伤数据分析管理系统作为智能探伤仪与PWMIS探伤管理系统的桥梁和接口，将探伤仪存储的探伤数据转换为PWMIS探伤管理系统可接受的数据，以实现伤损管理自动化。同时，探伤数据分析管理系统回放探伤仪存储的探伤数据，重现探伤过程，产生统计报表，实现伤损的分析和探伤过程的监控管理。 SZT-8智能数字探伤仪-功能特点n七通道智能数字探伤仪n示波管显示器，环境顺应性好。A显波形真实稳定，符合探伤工的习惯n全通道B显及组合通道B显， A/B显示可随时切换印证 n自动识别轨型

17、、轨缝，无伤轨缝不报警n先进的伤损判别功能，有效地过滤不是伤损的超声回波，真正做到有伤报警n报警通道及报警类型显示n快速伤损定位，声程、程度、垂直数据直读n九套探伤仪任务参数的设置调用、修正和保管，便于多人共用一台仪器n全程探伤数据存储，内置存储器能存储150km以上的探伤数据，外置存储器可存储更多的数据。数据内容包括探伤全程B扫描图形、伤损报警信息、伤损类型及位置、仪器的任务形状探伤方式，灵敏度等、探伤时间、速度、里程、探伤班组人员信息等n先进的回放功能，探伤数据既能在仪器上回放，又可以在PC机上回放，重现探伤过程，便于伤损的事后分析和探伤过程的监控管理nPWMIS系统接口B扫描显示nB扫描

18、显示钢轨截面图形，假设有缺陷，缺陷的图形也显示出来，直观方便，便于识别和确认伤损。A超与B超两者结合，既可从图形界面直观察看是螺孔、端面、还是伤损，又可以从波形界面判别伤损大小，位置等信息。B超显示的钢轨截面图随探伤车的挪动在屏幕上滚动，好似播放钢轨截面的影片。B扫描显示nB扫描显示的图形由软件绘制，显示的图形如下图：B扫描的优点 n直观，易于判别，伤损的外形、大小、位置经过图形直观地显示出来。n损伤图形屏幕上停留的时间长，便于伤损的捕捉。无论伤损的大小，钢轨恣意一点的截面图形从屏幕左边出现滚动到屏幕右边消逝，探伤仪要推行一米左右的间隔 。而在 A扫描下，一个螺孔大小的伤损从出波到波消逝，探伤

19、仪推过的间隔 在30mm50mm左右，如探伤仪推行速度为2公里/小时，那么伤损出波到波消逝的时间约为90ms(毫秒)，非常之一秒不到。智能识别n智能识别技术包括轨型识别、轨缝识别、智能报警和智能伤损识别。n轨型识别实现探伤转换轨型时自动配置仪器的任务参数衰减、方门，调整仪器的任务形状自动顺应正在探查的轨型，提高探伤作业效率。n智能轨缝识别滤除钢轨的接头断面的超声回波信号，实现无伤轨缝不报警，有伤轨缝必报警，防止轨头处伤损的漏检。n智能报警进一步提高伤损的识别才干，对超声回波信号参与位移量和位置的判别，真正实现无伤不报警，有伤必报警，防止伤损的漏检。n智能伤损识别对一些确定的伤损进展自动判伤，自动登记记录伤损的编码类型及对应探头的报警信息，提高作业效率，防止伤损的漏判和漏登记。数据回放及分析管理n探伤数据既能在仪器上回放，又可以在PC机上回放，重现探伤过程。探伤数据分析管理系统回放显示的信息包括B扫描图形、探伤时间、里程位置、探伤行进速度、报警信息、伤损及伤损类型、仪器的任务参数、线路信息、探伤班组信息等。主要作用如下：n伤损分析：