超声波高速铁轨探伤
钢轨超声波探伤方法
钢轨超声波探伤方法
钢轨超声波探伤方法：
①准备工作包括选择合适频率探头一般使用2 5兆赫兹适用于大多数钢轨检测任务同时配备耦合剂如水甘油等确保声波有效传导；
②校准仪器开机后按照说明书指引输入钢轨参数如材质厚度声速等信息并使用标准试块进行零点校正确保测量准确性；
③表面预处理用钢丝刷清除轨头顶面两侧及腰部油污锈迹等杂质避免影响超声波传播造成误判；
④耦合操作将探头垂直紧贴于钢轨表面并均匀涂抹耦合剂使两者之间形成良好接触条件；
⑤扫查方式采用直线往复移动探头覆盖整个检测区域注意保持恒定速度和压力防止漏检或重复扫描同一位置；
⑥缺陷识别观察显示屏上回波信号特征正常情况下只有底波显示一旦出现异常峰值则表明可能存在裂纹夹渣等缺陷；
⑦定位定量通过调整增益灵敏度等参数放大缺陷信号并结合几何尺寸估算缺陷位置大小形状等信息；
⑧记录存储将每次检测结果包括图像数据探伤报告等保存至仪器内存或导出至电脑便于后续分析比对；
⑨数据分析根据行业标准对存储资料进行综合评判确定钢轨损伤等级并提出相应处理意见如修复更换监控等；
⑩定期复检考虑到铁路运输环境复杂多变建议每季度或半年对重点线路开展一次全面复查及时掌握钢轨健康状况；
⑪技术培训为了保证检测质量应对操作人员进行系统培训讲解理论知识实践技巧安全事项等内容提高其业务能力；
⑫持续改进总结以往经验教训结合新技术新材料发展趋势不断完善改进现有工艺流程以适应更高要求。
超声波探伤技术在钢轨探伤领域的应用及其局限性
超声波探伤技术在钢轨探伤领域的应用及其局限性摘要：超声波技术是无损检测技术的关键手段之一，广泛应用于高速列车钢轨焊缝的检测。
钢轨铝热焊超声波探伤采用超声波原理。
探头将声频发送到钢轨内部，当声波遇到钢轨内部组织或缺陷时，接收来自声波反射面的回波，通过对雷达回波的分析，得到了被检钢轨焊缝的损坏情况。
关键词：超声技术；钢轨探伤；应用前言：频率>20kHz的机械波是超声波。
超声波具有专一性、集中性、瞬时速度高等特点。
在不同的媒质界面中，超声波的大部分动能会被表面反射。
超声波具有很强的穿透特性，基本上可以在所有物体中传播。
钢轨焊接质量的好坏直接关系到铁路货运的安全、焊接方法不当造成的焊接缺陷等，需要及时采用无损检测技术进行检验，超声波检测是一种合理的检验方法。
近年来，超声相控阵无损检测技术在工业生产领域得到了很好的应用。
可用于钢轨焊缝检测，提高检测效率。
超声波相控阵光束聚焦具有强大的动能，在基本的超声波检测中可以防止泄漏，使用超声波探伤仪进行钢轨铝热焊探伤时，钢轨中的缺陷会相互影响，产生传输波，进而检测出缺陷，一般采用纵斜波探头进行无损检测，传输的数据信号更容易被探头接受。
一、探伤的原理及常用探伤方法1.1探伤的基本原理(1)单脉冲反射器检测基本原理。
超声波发射到两种不同材料的边界条件，产生反射面，同一探头可用作发送和接收。
(2)单脉冲投影判断的缺点。
根据单脉冲波或通过工件产生的动能转换，单脉冲投影将发送和接收放置在被检零件两侧的探头，以确保探头与样品之间的良好声耦合。
(3)共振法的基本原理。
当被测工件的厚度为超声波半波长的非负整数时，会引起共振，使用相邻共振差来测量工件的厚度。
1.2常用探伤方法现阶段钢轨铝热焊探伤设备主要是数据焊接通用探伤仪。
该设备是一款全智能设备，显示屏大，功能齐全，重量轻。
适用于公共工程系统的钢轨焊接和轨道列车传动轴的探伤。
关键是对接头焊缝进行年检和再诊断，可以区分焊接损伤状态，对已经发生的损伤进行探伤，可以准确定位和定量分析。
超声波检测在铁路铁轨探伤中的应用研究
超声波检测在铁路铁轨探伤中的应用研究随着铁路交通的不断发展和扩张，铁路铁轨的安全问题日益引起关注。
为了保障列车运行的安全和顺畅，超声波检测技术被广泛应用于铁路铁轨的探伤中。
本文将探讨超声波检测技术在铁路铁轨探伤中的应用研究，以及对铁路铁轨安全的重要意义。
一、超声波检测技术简介超声波检测技术是利用超声波在材料中传播特性和反射特性来检测材料内部缺陷或异常的一种无损检测方法。
该技术通过发射和接收超声波脉冲，根据超声波在材料中传播速度变化和反射特征来分析材料内部的缺陷情况。
其优势在于不需要破坏性地进行检测，能够精确、快速地发现材料的异常情况。
二、超声波检测在铁路铁轨中的应用1. 表面缺陷检测超声波检测技术可用于检测铁轨表面的裂纹、疲劳损伤等缺陷。
通过将超声波传感器沿着铁轨表面移动，可以实时监测表面的缺陷情况，并及时采取维修措施。
这种方法不仅能够有效检测铁轨表面的微小缺陷，还能够提前预警潜在的问题，防止事故的发生。
2. 轨道内部缺陷检测除了表面缺陷，超声波检测技术还可用于检测铁轨内部的缺陷，如腐蚀、空洞或结构松懈等。
通过将超声波传感器插入铁轨内部，可以检测轨道内部的异常情况，并及时修复或更换受损部分，确保铁轨的完整性和稳定性。
3. 轨距测量超声波检测技术还可用于测量铁路轨道的轨距。
通过发射超声波脉冲并接收其反射信号，根据信号的时间差来计算轨距的大小。
这种方法能够快速、准确地测量轨距，并及时调整轨道的位置，确保列车行驶的平稳性和安全性。
三、超声波检测技术的优势和意义超声波检测技术具有以下几个优势和意义：1. 无损检测：超声波检测技术无需破坏性地进行，能够准确、有效地发现铁路铁轨的异常情况，同时不会对铁轨的正常使用造成干扰。
2. 高精度：超声波检测技术能够对铁路铁轨进行精确的缺陷检测，能够发现微小的问题，防止问题进一步扩大。
3. 实时监测：超声波检测技术能够实时监测铁路铁轨的情况，可以及时采取维修或更换措施，确保铁路运营的安全和顺畅。
钢轨接触焊接头超声波探伤方法
钢轨接触焊接头超声波探伤方法摘要：我国铁路已经进入了高速铁路时代，速度快、交通量大，对线路的维护和检测提出了更高的要求。
钢轨探伤技术由于无损伤、灵敏度高、响应快等优点，在线路维修检测领域得到广泛应用。
无损检测是钢轨现场焊接中最重要的检测方法。
如何准确地确定焊接损伤，不仅关系到焊接质量的控制，而且关系到生产成本的控制和项目效益的提高。
关键词：接触焊接头；超声波探伤；仪器调试；探头选择；探伤方式一、钢轨现场焊接头缺陷的形成机理钢轨现场焊接分为闪光焊、气压焊、铝热焊三种，两种不同的焊接方法，各具有其独特的优点。
但由于焊接工艺、材料、机械设备、工人操作及环境气候等因素的影响，经常会出现一些焊接缺陷，而三种焊接方法形成缺陷的机理又各有不同。
二、设备选择和调试1.探头选择。
①无双峰和波形抖动现象；②探头前沿长度应能满足探伤扫查范围的需要；③回波频率≥４MHZ、回波频率误差≤10％；④折射角度误差：在37°～45°时，误差≤1.5°，折射角≥60°时，误差≤２°；⑤横波探头分辨率≥22dB、横波单探头始脉冲宽度≤20ｍｍ；⑥相对灵敏度，纵波直探头≥55dB、横波探头≥60dB（Ｒ100圆弧面）；⑦组合或陈列探头：各子探头入射点相对偏差≤２ｍｍ，各子探头分段扫查相对偏差≤４dB。
2.仪器调试。
仪器调试必须做到100％的准确，尤其是关键指标，如水平线性、角度、测距、垂直线性等。
常用的钢轨焊缝单探头探伤的角度有Ｋ０.５、Ｋ0.8、Ｋ１、Ｋ２．５、Ｋ３、０°，双探头探伤的有双Ｋ１、双Ｋ０.8。
仪器调试使用探头必需与探伤使用探头一致，否则会造成伤损计量上的错判漏判。
（１）轨头及轨底用≥Ｋ２的斜探头，深度调节为60ｍｍ；（２）轨腰轨底用Ｋ１、Ｋ０.８及０°探头，深度调节为２００ｍｍ；（３）灵敏度参照ＴＢ／Ｔ2658.21－2007标准设置，并把每一组的探头对应探伤仪的灵敏度＋６dB后存档并标上相应的记点，以利现场探伤工作时随时提取进行准确的探伤扫查和伤损判定。
铁路道岔超声波探伤技术应用
铁路道岔超声波探伤技术应用摘要：超声波技术是无损检测技术的主要手段之一，广泛应用于高铁钢轨焊缝检测中。
本文阐述了超声波探伤仪在道岔探伤中的使用及注意事项，为铁路工作人员提供一定的指导和帮助。
关键词：铁路工程道岔超声波探伤铁路是我国交通运输的大动脉，是推动我国经济高速发展的重要运输途径，我国铁路系统坚持自立创新、结合科技的发展道路，铁路的总里程现已跻身世界前列。
钢轨是铁路交通运输的基石，由于近年来铁路运输的承重量大以及运输次数频繁，再加上外在环境的影响，引起钢轨疲劳以及内部组织损伤，若不及时发现和解决，钢轨轻则产生裂纹，重则产生断裂，就可能造成重大的铁路交通事故。
为了保证钢轨服役状态和列车运营的安全性，铁路工务部门定期采用钢轨探伤车、钢轨探伤仪等多种探伤手段相结合的方式对钢轨进行探伤，以排除钢轨轨头、轨腰和轨底是否存在核伤、横纵向裂纹等伤损。
一、超声波探伤原理超声波是指频率大于20kHz的机械波，在金属探伤中使用的超声波频率为0.5-10MHz，其中2-5MHz的超声波穿透性最好，因而常用于钢轨探伤等领域。
超声波在钢轨中传播时，由于缺陷的存在，出现不连续的特性，因而导致声阻抗的不同，当超声波经过这两种不同声阻抗的界面时就会发生反射，在萤光屏上形成脉冲波形。
根据这些反射回来的能量变化以及交界面的声阻抗差异，反射回来的脉冲波形来判断缺陷位置和大小。
二、道岔探伤实例2.1尖轨1、尖轨拉杆连接孔部位扫查范围。
尖轨拉杆连接孔扫查。
使用单K1（8×12）探头轨腰DAC曲线，把K1（8×12）探头放置在尖轨平面正、反两个方向对尖轨拉杆连接孔进行扫查；扫查时，确保探测部位有足够的声束覆盖。
尖轨拉杆连接孔至探测面间扫查。
使用单K2.5（8×12）探头轨底DAC曲线，把K2.5（8×12）探头放置在电务第一牵引尖杆轨平面正、反对尖轨拉杆连接孔至探测面间部位进行扫查；扫查时，确保探测部位有足够的声束覆盖。
铁轨超声波探伤设备技术条件
铁轨超声波探伤设备技术条件一、引言铁路运输是现代社会中最重要的交通方式之一，铁轨的安全性不仅关乎运输的稳定性和效率，更直接关系到乘客和货物的安全。
因此，铁轨的检测技术尤为重要。
本文旨在介绍铁轨超声波探伤设备的技术条件，以及其在铁路检测中的应用。
二、铁轨超声波探伤设备的技术条件1. 设备结构铁轨超声波探伤设备由发射和接收系统、超声波传感器、信号分析系统和显示系统等组成。
其中，发射和接收系统负责发射和接收超声波信号；超声波传感器用于将机械能转化为超声波信号；信号分析系统用于处理接收到的信号并提取有用的信息；显示系统将检测结果直观地呈现给操作人员。
2. 技术参数（1）频率范围：铁轨超声波探伤设备的频率范围通常在1MHz至10MHz之间。
较低的频率可以适应对较大缺陷的检测，而较高的频率则可以提高分辨率。
（2）探测深度：铁轨超声波探伤设备的探测深度通常在几十毫米至几百毫米之间。
探测深度的选择需要根据不同铁轨的需求进行调整。
（3）探测速度：铁轨超声波探伤设备的探测速度通常在0.2m/s至1m/s之间。
较高的探测速度可以提高检测效率，但也需要考虑到信号采集和处理的时间。
（4）精度：铁轨超声波探伤设备的精度通常在0.1mm至1mm之间。
精度的提高可以更准确地检测出铁轨上的缺陷，增加安全性和可靠性。
三、铁轨超声波探伤设备的应用1. 缺陷检测铁轨超声波探伤设备通过对铁轨表面发射超声波信号，然后接收并分析反射回来的信号，可以准确检测出铁轨上的各种缺陷，如裂纹、疲劳、脆性断裂等。
这些缺陷可能在铁路运输过程中引发事故，因此及时检测并修复是非常重要的。
2. 轨道质量评估铁轨超声波探伤设备可以对铁轨的质量进行评估，通过检测铁轨是否存在深度缺陷、内部腐蚀等问题，评估铁轨是否需要更换或维修。
这对于保障铁路的运输稳定性和安全性具有重要意义。
3. 断轨预警铁轨超声波探伤设备还可以实时监测铁轨的变形情况，当铁轨出现过度变形或严重位移时，可以发出警报并及时采取措施，防止铁轨断裂和事故发生。
超声波探伤仪在高速钢轨检测中的应用
·１３－ＰＬＣ选用西门子公司Ｓ７—３００系列，用ＳＴＥＰ７软件进行编程，主要是完成编码器及检测元件的信号采集、整个系统的逻辑及联锁控制等。
编码器的作用是检测钢轨的长度，并对缺陷在钢轨长度方向上进行定位，以控制喷标器在相应的位置上喷印缺陷标记。
其动作过程如下：当光电开关ｓ，检测到钢轨到来信号时，ＰＬｃ发出指令，编码器风阀ｃ。
得电，编码器ｃ，落下并贴到钢轨上，开始进行长度测量，并把信号送给ＰＬｃ。
同时ＰＬＣ发出指令，使探头水阀（Ｖ水）得电，耦合水打开，做好探伤准备。
当光电开关Ｓ２检测到钢轨到来信号时，ＰＬｃ发出指令，编码器风阀ｃ：得电，编码器ｃ：落下开始长度测量，并把信号送给ＰＬｃ，同时编码器ｃ，抬起，停止检测。
当光电开关ｓ：检测到钢轨离开信号时，ＰＬｃ发出指令，探头水阀（Ｖ水）失电，结束本次探伤。
使用两个编码器的作用是：当钢轨尾部离开编码器ｃ，时，编码器ｃ：工作，可以使整个探伤过程中都有编码器进行检测。
当接近开关Ｋ。
检测到钢轨到来信号时，ＰＬＣ发出指令，探头风阀（Ｖ气）得电，探头架落下，探头贴到钢轨上，开始进行探伤，并把信号送给ＰＬｃ。
当接近开关Ｋ：检测到钢轨离开信号时，ＰＬｃ发出指令，探头风阀（Ｖ卑）失电，探头架升起，探头离开钢轨，结束探伤。
圈８ＰＬｃ控制程序当探头检测到钢轨有缺陷时，给ＰＬＣ发出一个信号，ＰＬＣ从编码器数据中记录此时在钢轨长度方向上的位置。
当钢轨有缺陷处运行到喷标器时，ＰＬＣ发出指令，喷标器电磁阀得电，在相应位置上喷印缺陷标记。
操作台上设置相应的选择开关、操作按钮、指示灯等，可进行相应的手动、自动操作。
４钢轨在线超声自动探伤系统的应用这套系统自２００２年初开始投入在线运行，到２００４年末，共检验了重轨１３７．５万ｔ，平均每年４５．８万ｔ，没有发生过漏检和误判。
在检验过的重轨当中，缺陷超标的钢轨共有３８２３ｔ，产品合格率为９９．７２％。
图８是日常检验过程中发现的典型缺陷的一例，是缺陷的扫描电镜照片。
铁路钢轨超声波探伤方法
铁路钢轨超声波探伤方法1 范围1.1 本方法适用于铁路超声波钢轨探伤仪器（以下简称探伤仪）对38Kg/m及以上钢轨在探测区域内的缺陷，如核伤（轨头横向裂纹）、裂纹（纵向裂纹、水平裂纹、斜裂纹）以及钢轨焊接部位缺陷的超声波探伤。
1.2 本方法不适用于整体浇铸锰钢叉心、钢轨重叠缺陷、严重磨耗使轨头踏面变形或轨面宽度不足致探头不能正常工作的钢轨以及粘接形式缺陷的探伤。
1.3 本方法中所称的伤损、缺陷泛指钢轨、辙叉、焊缝等部件的伤损、缺陷。
2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
TB/T 2340-2012 钢轨超声波探伤仪。
JJG（铁道）130-2003 钢轨超声波探伤仪。
3 人员及劳动组织3.1 探伤执机人员应符合TB/T 2154.3规定，还须执有铁道部门无损检测考核委员会颁发且有效的Ⅰ级及以上资格证书。
3.2 探伤人员应了解本单位管辖范围内各种钢轨类型几何尺寸、伤损钢轨标准、伤损钢轨分类及其缺陷分布规律等基础知识。
3.3 人员分工：钢轨探伤过程中须明确以下工作内容的责任人：施工负责、探伤执机、护机、手工检查、提水、防护、安全值日等，瞭望条件较差地段应增设防护联络员，防护人员不得兼任其他工作，手工检查工作宜由护机人员兼顾。
4 探伤设备4.1 探伤仪4.1.1 探伤仪须符合《TB/T2340-2012》规定。
4.1.2 探伤仪按规定速度检测钢轨时应无杂波，无杂乱报警声。
4.1.3 各通道时基线闸门范围应符合相对应的轨型。
4.2 探头4.2.1 探头及保护膜应符合《TB/T2340-2012》规定。
4.2.2 新购置探头需经探伤维修组检测合格后并粘贴合格证方能上道使用。
4.2.3 探伤仪应按通道序位规定配置探头，探测无缝线路时宜根据轨面状况定期使用双45゜探头做“V”型探伤。
钢轨焊缝超声波探伤 焊缝探伤基本知识
CONTENTS
1 探伤仪主要特点 2 仪器基本构成 3 探头配置及连接 4 探伤原理
1
探伤仪主要特点
1
探伤仪主要特点
1
探伤仪主要特点
A型脉冲和B型图像同时显示。
采用分体串列式探头、高速电子收发切换电路，具备对钢轨焊缝多种缺陷的
综合探伤能力。
在轨面推行即可对轨墙及垂直延伸部位的热影响区进行连续检测，取代手动
4
探伤探仪伤主原要理特点
单收发扫查的原理
01 23 45 67
8 9 10 11
4
探伤探仪伤主原要理特点
双晶片0度扫查原理
K0 0 1 2 3 4 5 6 7
8 9 10 11
4
探伤探仪伤主原要理特点
4.2 轨头探伤原理 轨头探伤使用K2.5-250单探头 焊缝
的一次波进行操作，见右图。图
中示意出K2.5探头对轨头焊缝检测
4
探伤探仪伤主原要理特点
探测区域划分 钢轨焊缝探伤区域一般分为4
个区，如下图所示。1区为轨头， 包括轨头中部2区部分；2区为轨腰 ，包括轨头中部和轨底中部；3区 为轨底，包括轨底中部2区部分；4 区为轨脚。
探伤区域划分示意图
4
探伤探仪伤主原要理特点
4.1 轨墙探伤原理
1-11 20mm 1-10
检测，缺陷检出率高、速度快。
数字自动显示伤波的水平、垂直、声程参数，便于定位与检测。
不同通道A显波形和B显图像不同颜色显示，界面友好，便于区分观察。
理想的补偿曲线。
环境适应性好。
仪器在正常状态下连续使用8小时。
2
探仪伤器仪基主本要组特成点
主 机 部 分
2
探仪伤器仪基主本要组特成点
铁轨探伤设备的工作原理和应用场景
铁轨探伤设备的工作原理和应用场景铁路运输作为一种安全、高效的交通方式，在现代社会中扮演着重要的角色。
然而，长期的使用和环境因素可能会导致铁轨的损坏和缺陷，威胁到列车和乘客的安全。
为了及时发现和修复这些问题，铁轨探伤设备应运而生。
本文将介绍铁轨探伤设备的工作原理和应用场景。
一、铁轨探伤设备的工作原理铁轨探伤设备主要通过非接触式技术对铁轨进行检测。
其工作原理包括以下几个方面：1. 超声波检测：铁轨探伤设备通过超声波技术对铁轨进行检测。
设备会发射超声波脉冲，超声波在铁轨中传播并反射回来。
通过分析反射的信号，可以检测出铁轨中的缺陷或损坏情况。
2. 磁粉检测：铁轨探伤设备还可以利用磁粉检测技术。
设备会施加磁场到铁轨上，然后在铁轨表面撒上磁粉。
当磁粉受到外界磁场的影响时，会出现磁性线路或裂纹等缺陷的表现。
3. 热红外检测：铁轨探伤设备还可以利用热红外检测技术。
设备通过红外相机获取铁轨表面的温度分布情况，进而判断是否存在异常情况。
例如，如果有部分铁轨存在异常热点，可能意味着有电气问题或摩擦热损失。
二、铁轨探伤设备的应用场景铁轨探伤设备广泛应用于铁路行业，具有以下几种应用场景：1. 定期检测：铁路管理部门通常会采用铁轨探伤设备进行定期检测，以确保铁轨的安全性和可靠性。
这种定期检测可以及早发现潜在的缺陷，避免因铁轨问题导致的意外事故。
2. 事故调查：当发生铁轨事故或异常情况时，铁轨探伤设备可以用来调查事故原因。
通过对事故地点进行探测和分析，可以判断铁轨是否存在缺陷或损坏，并找到事故的根本原因。
3. 新线路建设：在新线路建设过程中，铁轨探伤设备可以用来对新铺设的铁轨进行初步检测。
这有助于及早发现施工质量问题，并在投入使用之前进行必要的修复和调整。
4. 高速铁路：对于高速铁路来说，铁轨探伤设备尤为重要。
由于高速列车的运行速度较快，对铁轨的安全性要求较高。
铁轨探伤设备的应用可以提高高速铁路的安全性和可靠性。
5. 货运铁路：货运铁路通常需要承载较重的负荷，铁轨探伤设备可以帮助检测铁轨的承载能力和寿命状况。
钢轨超声波探伤检验不合原因分析及工艺改进
钢轨超声波探伤检验不合原因分析及工艺改进摘要：随着铁路运输向着高速、重载和高密度行车方向的发展，铁路对钢轨的质量要求越来越高。
超声波探伤可有效检测出钢轨的内部缺陷，例如裂纹、夹杂物、缩孔和夹层等，大幅提高了钢轨产品的质量和铁路行车安全。
目前国内外的钢轨标准均对超声波探伤提出了明确要求：“钢轨全长应连续进行超声波探伤检查”。
关键词：钢轨;超声波;探伤;原因分析;工艺改进;引言轨道损坏是轨道交通中的一个常见问题，直接影响列车的安全性和稳定性，并与轨道材料的选择、运输成本和制造密切相关。
由于滑轨可以沿特定方向移动和支持，因此延长运行期间，滑轨可能会受到不同程度的损坏，例如:b .对于影响轨道性能的传统钢轨、轨道连接、垂直轨道和垂直裂缝，需要对轨道损坏及其原因进行分析，并采取适当措施解决轨道损坏问题，以提高轨道质量。
1钢轨焊缝的分类我国铁路钢轨焊接主要有接触焊（又称为闪光焊）、气压焊和铝热焊等３种焊接工艺。
接触焊、气压焊属于锻造焊，焊缝由钢轨母材熔化再结晶形成，其极限强度、屈服强度、疲劳强度等均能达到母材的９０％以上。
铝热焊属于铸造焊，该焊缝是由氧化铁粉、铝粉以及一定比例的合金颗粒经铝热反应形成的金属结晶，铝热焊焊缝的极限强度只达到母材的７０％左右，其疲劳强度仅达到母材的４５％～７０％，其屈服强度与接触焊焊缝的接近。
铝热焊焊缝为铸造组织，容易含有铸造缺陷，一旦内部存在超标缺陷则会严重削弱焊接接头的性能。
2探伤原理探伤是一种非破坏性检测方法，能够在不损伤被测件的前提下掌握其内部质量情况。
在探伤技术体系中，超声波检测技术已取得广泛应用，其依托于超声波的传播原理，在传播途径中遇界面时将发生反射，并由指定装置接收反射波，从而以此来揭露被测件的内部缺陷。
当前，超声波探伤原理包含如下三类：（1）脉冲反射检测原理。
超声波向被测件发射超声波，在传播途中若遇两种介质不同的交界面，则会出现反射现象；由于其仅需配置一个探头即可，因此可实现同步接收。
铁路道岔钢轨压型段超声波探伤
《装备维修技术》2021年第17期铁路道岔钢轨压型段超声波探伤徐蔡鹗（上海局铁路局上海大型养路机械运用检修段，上海 200439）摘 要：通过对铁路道岔钢轨压型段的超声波探伤试验，确定了道岔钢轨压型段的探伤方法。
系统主要由超声波发射模块和回波接收模块构成。
经仿真和实验验证，所设计系统能有效检出钢轨探伤，满足应用要求。
关键词：道岔；钢轨压型段；超声波探伤前言道岔是高速铁路线路设施中的关键组成部分。
道岔的质量直接关系到列车运行的安全性，列车运行的速度，运行线路的维护成本和线路的使用效率。
在先前的生产中，钢轨锻件未使用无损检测方法进行探伤，因此无法及时发现加工过程中的探伤，并存在安全隐患。
因此，对道岔钢轨压型段进行了超声波探伤试验，并将试验结果用于实际生产中的质量探伤，达到了预期目的。
1探伤原理和典型探伤方法1.1探伤原理探伤检测是一种非破坏性的测试方法，可以掌握被测零件的内部质量而不会损坏。
在探伤检测技术系统中，超声波检测技术已被广泛使用。
依赖于超声波传播的原理。
当遇到传播路径中的界面时，将被反射，并且反射波将被指定的设备接收，从而露出被测物体。
内部探伤。
当前，超声探伤原理包括以下三类：（1）脉冲反射探伤原理。
超声波将超声波传输到试件，如果在传播过程中遇到两种介质的不同界面，则会发生反射现象。
由于只需要配备探头，就可以实现同步接收。
（2）脉冲投射检测原理。
发射探头和接收探头分别设置在被测件的两侧，通过脉波穿透被测件实现检测。
（3）共振法的检测原理。
被测零件的厚度是关键参数。
当该值达到超声半波长的整数倍时，将发生共振。
在此基础上，可以通过确定相邻的共振差来获得工件的厚度。
同时可以根据厚度判断工件内部质量是否有探伤。
1.2典型的探伤方法在国外铁路闪光对接焊和铝热焊缝探伤中，探伤仪是一种广泛使用的方法。
具有可移植性的特征。
是一款具有丰富功能的手持式全数字仪器。
是焊缝年度探伤和复检中的重要工具。
对于铁路道岔的型材截面，数字焊缝通用探伤仪的应用可以实现精确定位和定量探伤目标。
轨道检测技术—钢轨探伤
四、焊缝超声波探伤作业
钢轨焊缝缺陷-气压焊
焊
接 方
缺陷名称
特征
产生部位
形成原因
危害性
式
光斑
断口表面呈银灰 色却平滑，手感 不涩手
焊缝的轨头和 轨底部位
温度低或顶锻力不足，造成钢 轨接触面的不连续性。火焰不 正常，出现回火、放炮等导致 端面污染和氧化
减少钢轨的有效截 面积，在其缺陷边 缘应力集中，极易 折断
第五章 轨道检测技术 第2节 钢轨探伤
CONTENTS
钢轨探伤
一、钢轨伤损 二、超声波设备 三、钢轨超声波探伤仪使用方法
四、钢轨焊缝超声波探伤作业
四、焊缝超声波探伤作业
钢轨焊缝一般知识
目前钢轨焊接方式主要有接触焊、气压焊和铝热焊三种， 其中接触焊又分为工厂焊和现场焊两种。这些焊接方式在 无缝线路中各占钢轨焊缝比例不同，以接触焊焊缝为最多， 铝热焊其次，移动气压焊随着现场接触焊技术成熟，占有 的比例会越来越少。
70定°通义道及探伤
• 检测部位：检测轨头、轨墙部位（螺栓孔以上）的核伤和裂纹,钢轨焊缝轨头的夹碴、 气孔和裂纹等。
• 探伤方法：采用横波在钢轨轨头内进行反射式探伤，采用斜70°探头（轨面与钢轨纵 向呈一定的偏角扫查，使入射钢轨中的横波经轨颚反射来扩大扫查范围）和直70度 探头相结合，对轨头部位进行一次全覆盖扫查。
一、钢轨伤损
伤损分5大类
1.钢轨核伤 2.钢轨接头伤损
3.钢轨纵向水平和垂直裂纹 4.钢轨轨底裂纹 5.钢轨焊缝缺陷
一、钢轨伤损
钢轨核伤
钢轨核伤
一、钢轨伤损
钢轨核伤
钢轨核伤
鱼鳞下核伤
一、钢轨伤损
钢轨核伤
钢轨核伤
超声波探伤在铁路钢轨探伤中的应用
超声波探伤在铁路钢轨探伤中的应用二、设计的目的：1）掌握超声波传感器的原理及应用。
2）掌握铁路钢轨探伤高速检测的方法。
3）通过毕业设计培养学生综合运用所学专业的基础理论、知识、技能分析解决实际问题的能力。
三、设计技术要求：１）在线探测速度：大于80km/h。
2）钢轨头部横向疲劳裂纹（核伤）报警：小于ф5mm平底孔当量；钢轨头部纵向疲劳裂纹报警：小于10mm当量；钢轨腰部斜裂纹长度报警：小于10mm当量。
3）探轮自动对中精度：小于20%。
4）使用温度：-40-+70°C。
四、毕业设计完成的具体内容1）实习、搜集资料；2）选择设计方案，设计实体电路；3）绘出电信号处理电路；4）绘制电气原理图；5）对所用元器件进行计算选择，列写元器件材料表；6）主要参考资料。
五、主要参考文献《自动检测技术及应用》无损检测( No ndest ruct ive test，NDT ) 是指不破坏和损伤受检物体，对其性能、质量、有无内部缺陷进行检测的一种技术。
无损检测技术是提高产品质量，促进技术进步不可缺少的手段，特别随着新材料、新技术的广泛应用，各种结构零件向高参量、大容量方向发展，不仅要提高缺陷检测的准确率和可靠性，而且要把传统的无损检测技术和现代信息技术相结合，实现无损检测的数字化、图像化、实时化、智能化。
工业上常用的无损检测方法有五种：超声检测( UT ) 、射线探伤( RT) 、渗透探查( PT) 、磁粉检测( MT )和涡流检测( ET ) 。
其中超声检测是利用超声波的透射和反射进行检测的。
超声波可以穿透无线电波、光波无法穿过的物体，同时又能在两种特性阻抗不同的物质交界面上反射，当物体内部存在不均匀性时，会使超声波衰减改变，从而可区分物体内部的缺陷。
因此，在超声检测中，发射器发射超声波的目的是超声波在物体遇到缺陷时，一部分声波会产生反射，发射和接收器可对反射波进行分析，精确地测出缺陷来，并显示出内部缺陷的位置和大小，测定材料厚度等。
铁路道岔钢轨压型段超声波探伤
铁路道岔钢轨压型段超声波探伤内蒙古包头市014040摘要：铁路钢轨多由含有一定碳含量的钢经表面淬火后，再用挤压机挤压而成。
钢轨抗扭能力强，在超低温和超高温环境下都能保持良好的性能。
但钢轨的主要成分是钢材，长期使用后会造成钢材疲劳甚至脆断。
由于列车车轮与钢轨的接触形式是刚性的，钢轨的轻微错位和轨道变形都会导致列车脱轨，对乘客的生命财产安全造成极大的威胁。
关键词：道岔;钢轨压型段;超声波探伤；通过道岔钢轨压型段超声波探伤试验,确定了钢轨压型段超声波探伤的检验方法、检验部位、验收要求等;将试验结果应用到道岔的制作中,取得了满意的效果,达到了预期目标;完善了《标准轨距铁路道岔技术条件》中对道岔钢轨压型段无损探伤的规定。
一、检验方法的确定铁路道岔产品生产中最常用的无损检验方法有:超声波探伤、磁粉探伤、着色渗透探伤3种。
采用超声波探伤能检测出工件的内部缺陷,并进行合格与否的判定,其特点是:检测速度快,成本低,方法多样、灵活。
磁粉探伤能显示出缺陷的位置形状和大小,发现铁磁质工件表面或近表面的缺陷。
着色渗透检测能探测出表面开口缺陷的形貌及分布状态,适用于形状复杂的致密性材料的工件,其特点为检测方法简单、直观。
通过分析比较,认为超声波探伤的方法最适合于道岔产品钢轨压型段部位的检测。
目前,铁路工务部门也是采用超声波探伤的方法对在役钢轨进行检测的。
二、超声波探伤工艺的确定1.探伤扫查面的确定。
通过对《钢轨焊接第1部分:通用技术条件》、《工务作业标准-钢轨超声波探伤作业》、《钢轨超声波探伤方法》3个标准和相关资料的对比分析,根据钢轨断面尺寸及超声波探伤的特点,在试验中将钢轨划分为3个探伤区进行试验,(1)轨头部位(Ⅰ区)探伤扫查面的确定:探伤面与轨头部位扫查区域评价结果见表1,探伤面见2。
经对比分析确定:在轨头顶面对压型段的标准轨部位的轨头区可进行全面扫查,不存在探伤死区;在轨头顶面对压型段的AT轨轨头部位、AT轨与标准轨过度部位的轨头区只能对大部区域进行扫查,存在局部探伤死区,为消除探伤死区将轨头侧面(窄下颚对面)作为扫查面。
超声波探伤轨头核伤判伤标准
超声波探伤轨头核伤判伤标准
一、核伤尺寸
核伤尺寸是判断轨头核伤严重程度的重要指标之一。
根据超声波探伤结果，可以测量出核伤的直径和深度。
一般情况下，核伤直径大于1mm或深度大于2mm时，应判定为重伤。
对于直径小于1mm或深度小于2mm的核伤，应根据实际情况进行判定。
二、核伤深度
核伤深度是判断轨头核伤严重程度的另一个重要指标。
根据超声波探伤结果，可以测量出核伤的深度。
一般情况下，核伤深度大于2mm时，应判定为重伤。
对于深度小于2mm的核伤，应根据实际情况进行判定。
三、核伤位置
核伤位置也是判断轨头核伤严重程度的重要指标之一。
如果核伤位于轨头的关键部位，如轨颚、轨底等，则应判定为重伤。
如果核伤位于非关键部位，则应根据实际情况进行判定。
四、核伤数量
核伤数量也是判断轨头核伤严重程度的重要指标之一。
如果轨头上有多个核伤，则应判定为重伤。
如果只有一个或少数几个核伤，则应根据实际情况进行判定。
五、表面裂纹
表面裂纹也是轨头损伤的一种表现形式。
如果超声波探伤结果显示轨头表面存在裂纹，则应根据裂纹的长度、深度和位置进行判定。
如果裂纹较长、较深或位于关键部位，则应判定为重伤。
如果裂纹较短、较浅或位于非关键部位，则应根据实际情况进行判定。
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数据采集和处理部分
数据采集和处理部分主要分成两块， 一个是数据采集部分 一个则是数据记录部分 选择基于DSP芯片为核心的数据采集和
处理部分。 数据采集部分的电路结构图
探伤走行车设计
钢轨探伤小车的设计必须达到下列目标： 1，不脱轨、不倾覆、不失稳； 2，运行平稳； 3，顺利通过曲线； 4，各零部件需要满足强度要求； 5，兼顾性能指标、可靠性指标、经济性指标
中国铁路钢轨现状？
1954年引进瑞士MATISA设备 1969年：上海无线电22厂研制首台A
型脉冲反射式钢轨探伤仪（JGT-1型） 1993年开始，上海铁路局陆续引进了
一批国外产高速探伤车
中国铁路钢轨现状
据上海铁路局方面2001年的一组数据， 检测重复性几乎达到100%,可见检测 可靠性还是相当稳定的。2002年10月 对宣杭线的检查，检查出损伤处17处， 复核检查出14处，切实减轻铁道探伤 员工工作负担90%，效果理想。
三者协调； 6，在满足性能要求的条件下，结构尽可能简
单，便于制造和维修，主要零部件应立足于 国内生产制造；
已有探伤车外形
探伤走行车设计
7，探伤小车抬起锁紧后应满足车辆限界要求； 8，满足探伤超声传感器和对中伺服系统的安
装要求； 9，应保证在直线段以８０ｋｍ／ｈ速度以下
运行的安全性，在半径大于350ｍ的曲线段 和直线道岔区段以不大于40ｋｍ／ｈ速度运 行的安全性； 10，探伤小车与探伤车辆组装后，无论是探 伤检测时，还是吊起锁紧后，都不影响探伤 车辆的运行安全。
钢轨核伤 （此图为白核伤损）
钢轨水平和纵向裂纹
焊接接头断口
可以采用的备选检测技术
主要有以下六类技术： 1.射线探伤（RT）; 2.磁粉探伤（MT）； 3.渗透探伤（PT）； 4.涡流探伤（ET）； 5.超声探伤（UT）； 6.计算机断层成像技术(CT)。
在铁道钢轨探伤领域，目前主要使用磁 粉探伤和超声探伤
主要特点
1. 双导向轮结构 ２．探头伺服对中系统 ３．绝缘方式 ４．探头升降装置 ５．斜拉杆
１．双导向轮结构 取消使用转向架结构，使用了 双导向轮结构。双导向轮结构 通过道岔时，循迹导向性好。 前一个导向轮过轨缝时因后导 向轮与轨面支撑不会中心位置 下降，避免产生跳动。
２．探头伺服对中系统 探头伺服对中由对中传感器、步进电 机、滚珠丝杠、左右轴承座组成。 两组传动系统固定在两层基座上，低 层传动系统控制一侧轮探头，上层传 动系统固定在下层的轴承座上，控制 另一侧轮探头。优点是列车直线行驶 时，轨距保持不变，只用低层传动系 统就可以同时两侧轮探头达到伺服对 中的要求。
５．斜拉杆 在压紧接头旁边固定另外一个接头，通 过两端杆端关节轴承连接拉杆与中心导 向轴基座侧面的固定接头。拉杆两端的 杆端关节轴承螺纹为左右旋，转动拉杆， 可以调整拉力。４根对称分布的拉杆， 消除了前后侧向力不同时对小车形状的 影响。充分考虑小车对于轨道方向不平 顺及轨道高低不平顺的通过性能，也保 证了小车高速通过弯道的平稳性。
声速特性：在同样条件下，其在同一介质中 传播速度为常数，这是进行测量的基础。
超声波探伤原理
对钢轨进行探伤基本原理是利用声波在不同 介质中的传播特性，用200kHz的声波射人 钢轨中，当遇到钢轨损伤时，根据反射回来 的信号，即可判断伤痕的大小及位置。在探 伤仪上安装有不同角度的探头，分别检查不 同部位的损伤。如70度角探头。用来发现轨 头内的核伤或横裂，35~45度角探头可探轨 腰及螺栓孔损伤，垂直探头发射纵波，可探 轨头轨腰轨底的水平裂纹、纵裂纹。
磁粉探伤成本低，应用也仍不广泛
超声技术是本次设计的重点
超声波探伤原理
超声波是指频率为超过20kHz的声波，探伤 利用了其三个特性：
发射特性：当超声波由一种介质进入另一种 介质的时候会发生反射，当介质密度相差悬 殊时，声波几乎完全反射回来。
衰减特性：在传播过程中，由于受到介质或 者杂志的阻碍，强度会产生衰减。
超声波高速铁轨探伤 及其装置初步探究
张甘霖、林维、陆誉yu、范睿捷、张超、吕阶平
研究意义？
我国铁路运输繁忙，线路状况较差， 钢轨伤损发生率高
主要设备为小型钢轨超声探伤仪，由人工进 行钢轨伤损的检测
平均每年每条线路检测需十遍以上，总检 测里程近一百万公里
铁路对于能在现有鱼尾板联结线路上完成高 速探伤的设备需求日益迫切
《基于TMS320C6201的钢轨超声波探伤系统》 邓宗全《机电一体化》
《检定钢轨超声波探伤仪衰减器测量不确定度分析》 唐贵强《计量工作》
《智能型超声波钢轨探伤仪》 吉林化工学院-梁炜
小组分工
资料搜集：张甘霖，范睿捷 提纲：张超 报告撰写：吕阶平 PPT制作：林维，陆誉yu
谢谢！！
范荣巍 孙琼《铁道机车车辆》 《超声波探伤仪在高速钢轨检测中的应用》 王铁楠，
刘杰《设计，研究，分析》
参考书目
《钢轨超声探伤数据记录系统的设计》 张国勋《现代电子技术》
《钢轨高速探伤检测系统中的伤损分析》 祝连庆 《仪器仪表学报》
《钢轨在线超声探伤仪探头工作机构的研究与开发》 王铁楠《无损探伤》
探头的设计
轮式探头，轮子由透声树脂材料制作， 内充透声液，轴上装固定探头。一般有 三个探头芯，向钢轨发射三种不同方向 和不同波型的超声波。探伤时，轮胎随 车运动而转动，而其中的探头芯不动， 以保持声波的发射和接收方向不变。
超声波接收部分
有了探头，接下来是超声波的发射接收 部分，其基本原理在上文“设计原理” 部分有详细出示，就简而言之，是发射 一个始波而后根据其反射回来的回波来 判断是否存在各种伤损。
钢轨损伤具体列举
钢轨伤损和形成原因： 1.钢轨核伤（危害最大的伤损，也是探
伤的主要项目） 2.钢轨接头伤损 3.钢轨水平和纵向裂纹 4.钢轨轨底裂纹 5.钢轨焊接接头伤损
钢轨损伤具体列举
除材质因素外还有下列原因： – 接触疲劳形成的核伤 – 轨面剥离形成的核伤 – 鱼鳞破损形成的核伤 – 擦伤焊补形成的核伤
３．绝缘方式 测试中发现由步进电机驱动器产生 的高频干扰通过传动系统进人轮探 头测试信号中，需要采用绝缘联轴 器连接步进电机与丝杠副，电机与 电机座由绝缘板过渡连接，使伺服 电机与丝杠之间绝缘整体小车
４．探头升降装置 探头升降采用气缸装置。由于结构 空间的限制，采用气缸同向固定， 杠杆收缩时压紧轮探头，顶出时抬 起轮探头，抬起力大于压紧力，在 压紧出气端设有节流阀调速。
脉冲反射法是超声波探伤中应用最广泛的方 法。
本次课程设计探伤装置的框图显示如下：（不包 括小车机械部分设计。）
系统框图
以上即为我们的系统结构简图。
如果以文字描述大类，除了以上系统框图，我们 设计的探伤装置主要由探头、超声收发装置、探 头伺服控制系统、探伤数据采集系统、损伤分析 系统、耦合液喷淋系统、主控计算机以及外设等 组成。
探伤车组系统
轮式车ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ外形
牵引生活车
参考书目
《8031单片机在钢轨探伤中的应用》 陈子森，周伟斌
《超声波在钢轨探伤中的应用》 胡金萍，任建平 《山西电子技术》2006年第３期
《钢轨探伤车及其国产化的途径》 聂建复 时福久 《高速钢轨探伤车中走行小车的设计及试验》 牟斌
陈军德 李刚《铁道机车车辆》200１年第４期 《新型钢轨探伤中试试验车探伤小车的研制》 金炜