钢轨探伤技术及规则PPT课件
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金属及化学研究所
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金属及化学研究所
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• 大连新港输油管道爆炸
金属及化学研究所
金属及化学研究所
金属及化学研究所
• 近年来，我国安全生产形势十分严峻，近几 年经济损失甚至有逐年增长的趋势。
• 随着社会经济和科学技术的发展，安全问题 不仅不会自行消失，反而会更加突出。
• 日本曾有人ຫໍສະໝຸດ Baidu：现代工业是建立在无损检测 技术基础之上的。
金属及化学研究所
1.6 无损检测与安全
• 安全（生产）是当今社会一个热门话题。 直接关系到社会稳定的大局，关系到可持 续发展战略的实施。
• 安南曾指出，仅因工伤及职业病所造成的 损失就相当于全球GDP的4%左右。
• 我国是事故和灾害大国，2003年因生产事 故造成损失2500亿，各种自然灾害损失 1500亿，交通事故损失2000亿，卫生和传 染病的损失500亿。合计6500亿人民币,约 相当于损失GDP的6.5%。
• 检测：往往是对一个“已知量”的检测， 或对一个已存在量的检测，该量有 一定的已知性，或可知性。
金属及化学研究所
• 1.3 缺陷与伤
• 缺陷：用来说明材料性能的一个总的概 念。介质中的非一致性、非均匀性、非 连续性都可称为缺陷，严格讲晶体中的 一个位错即为一个缺陷。
• 伤：指金属材料几何上的连续性遭到破 坏，实际上指的是宏观缺陷。
金属及化学研究所
1.5 无损检测与产品质量
• 无损检测可用于产品生产过程中的各个阶段， 从原材料的选取、生产工艺的监控，直到最 后产品质量的验收，也可用于在使用过程中 安全性能的监督和检查,是现代工业不可缺少 的质量保证手段。
• 现代工业需要：高参数设计、大规模集成、 高速度运行、长寿命使用，每道工序、每个 部件或部位都必须安全可靠，都需要监督或 监控，只有无损检测才能做到这一点。
• 只适于铁磁材料中非铁磁性缺陷的检测。 • 由于趋肤效应，磁探法只能探测表面或近
表面缺陷。 • 缺陷显示直观。
金属及化学研究所
金属及化学研究所
2.3 射线探伤法
• 基本原理：利用射线的穿透性、衰减性 和胶片的光化学作用进行探伤。
• 射线探伤适用于各种不同材质的探伤， 但主要用于铸件和焊缝检测。
• 因而国内有些人提议：“安全”应提升为我 国的一项基本国策，与人口、资源、环境一 样受到广泛重视。
• 要抓好安全，除其它因素之外，还必须有手 段和措施，无损检测就是其中一种重要的监 控手段或技术，因而越来越受到重视。
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二.常用无损检测方法
------五大常规方法
金属及化学研究所
五大常规方法：
• “缺陷”的概念远比 “伤”大，缺陷包 括了伤，或伤是缺陷的一部分。
金属及化学研究所
1.4 无损检测的基本特点
• 无损探伤的显著特点是不具破坏性，因 而可实现检测对象的100%检验，即可实 现对100%的检测对象及每个检测对象的 100%部位进行探伤。
• 无损探伤或无损检测，其检测结果往往 不够“精细”，在大多数情况下，只能 给出缺陷的有无，而无法准确给出缺陷 的大小或性质。
(1).超声探伤法----UT (2).磁粉探伤法----MT (3).射线探伤法----RT (4).涡流探伤法----ET (5).渗透探伤法----PT
另为还有诸多非常规方法，如声发射、红 外、热成像、激光超声、电磁超声等。
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2.1 超声波探伤法
• 基本原理：利用声波在介质中的传播特 性、衰减特性和在界面上的反射特性、 折射特性等。
• 无损检测：在不破坏被检测对象物理化 学性能和几何完整性的情况下，对其表 面和内部参数或性能等进行测量，称为 无损检测。
• 如果检测的目的是发现伤损，则称为无 损探伤。在大多数情况下，如无特殊说 明，无损检测实际上指的是无损探伤。
金属及化学研究所
1.2 无损检测与检测
• 无损检测：尤其是无损探伤，是对未知 量的检测，即要检测的伤不一定存 在，因而有很大的随机性、偶然性 和不可知性。
1.预清洗
2.渗透
3.清洗
4.显像 实物示例
5.观察
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6.渗透检测工件
三.钢轨超声波探伤
金属及化学研究所
• 钢轨探伤包括新制钢轨探伤和在役钢轨 探伤两种情况：
• 新钢轨探伤主要是检查钢轨中的材质缺 陷和制造缺陷，如夹杂、疏松、气孔、 白点和各种表面裂纹等。
高速铁路钢轨探伤 技术及规则
中国铁道科学研究院金化所 黎连修
2010.7.19
金属及化学研究所
目录
一. 无损检测简介 二.常用无损检测方法 三.钢轨超声波探伤 四. 钢轨焊缝探伤 五. 高速铁路探伤规则
金属及化学研究所
一.无损探伤简介
金属及化学研究所
1.无损检测技术 1.1 无损检测与无损探伤
• 射线探伤主要用于内部缺陷的探测。 • 探伤结果显示直观，且可长期保存。 • 需要严格防护，一般不能连续作业。 • 目前已有了射线工业电视。
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2.4 涡流探伤法
• 基本原理：利用电磁感应原理。 • 线圈在工件表面感应出一涡流，有缺陷时，
涡流的幅度、相位和分布等要发生变化，相 应地涡流辐射的电磁场也要发生变化，这一 变化被接收线圈接收即可给出缺陷。 • 涡流检测直接检测的实际上是工件表面阻抗 的变化。或者说是通过测量阻抗的变化进行 检测的。 • 阻抗的变化，引起涡流的变化，进而引起涡 流电磁场的变化
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2.5 渗透探伤（着色探伤）
• 基本原理：主要利用毛细现象。 • 液体表面张力： • 来自内部分子的相互吸引力，即内聚力。 • 接触角：
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• 毛细作用
• 液面高度： h 2 cos rg
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• 渗透探伤的基本操作步骤
预清洗、渗透、去除、干燥、显像、观察
• 超声法适用于锻件、轧制件等晶粒较细 的工件或材料的探伤。
• 主要用于内部缺陷的探测，也可用于表 面缺陷的探测。
• 缺陷显示不够直观。
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2.2 磁粉探伤法
• 基本原理：利用磁力或磁场与铁磁体的相 互作用进行探伤。有缺陷时，一部分磁力 线外露形成漏磁场，漏磁场吸附磁粉形成 磁痕，给出缺陷的存在。
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• 大连新港输油管道爆炸
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• 近年来，我国安全生产形势十分严峻，近几 年经济损失甚至有逐年增长的趋势。
• 随着社会经济和科学技术的发展，安全问题 不仅不会自行消失，反而会更加突出。
• 日本曾有人ຫໍສະໝຸດ Baidu：现代工业是建立在无损检测 技术基础之上的。
金属及化学研究所
1.6 无损检测与安全
• 安全（生产）是当今社会一个热门话题。 直接关系到社会稳定的大局，关系到可持 续发展战略的实施。
• 安南曾指出，仅因工伤及职业病所造成的 损失就相当于全球GDP的4%左右。
• 我国是事故和灾害大国，2003年因生产事 故造成损失2500亿，各种自然灾害损失 1500亿，交通事故损失2000亿，卫生和传 染病的损失500亿。合计6500亿人民币,约 相当于损失GDP的6.5%。
• 检测：往往是对一个“已知量”的检测， 或对一个已存在量的检测，该量有 一定的已知性，或可知性。
金属及化学研究所
• 1.3 缺陷与伤
• 缺陷：用来说明材料性能的一个总的概 念。介质中的非一致性、非均匀性、非 连续性都可称为缺陷，严格讲晶体中的 一个位错即为一个缺陷。
• 伤：指金属材料几何上的连续性遭到破 坏，实际上指的是宏观缺陷。
金属及化学研究所
1.5 无损检测与产品质量
• 无损检测可用于产品生产过程中的各个阶段， 从原材料的选取、生产工艺的监控，直到最 后产品质量的验收，也可用于在使用过程中 安全性能的监督和检查,是现代工业不可缺少 的质量保证手段。
• 现代工业需要：高参数设计、大规模集成、 高速度运行、长寿命使用，每道工序、每个 部件或部位都必须安全可靠，都需要监督或 监控，只有无损检测才能做到这一点。
• 只适于铁磁材料中非铁磁性缺陷的检测。 • 由于趋肤效应，磁探法只能探测表面或近
表面缺陷。 • 缺陷显示直观。
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金属及化学研究所
2.3 射线探伤法
• 基本原理：利用射线的穿透性、衰减性 和胶片的光化学作用进行探伤。
• 射线探伤适用于各种不同材质的探伤， 但主要用于铸件和焊缝检测。
• 因而国内有些人提议：“安全”应提升为我 国的一项基本国策，与人口、资源、环境一 样受到广泛重视。
• 要抓好安全，除其它因素之外，还必须有手 段和措施，无损检测就是其中一种重要的监 控手段或技术，因而越来越受到重视。
金属及化学研究所
二.常用无损检测方法
------五大常规方法
金属及化学研究所
五大常规方法：
• “缺陷”的概念远比 “伤”大，缺陷包 括了伤，或伤是缺陷的一部分。
金属及化学研究所
1.4 无损检测的基本特点
• 无损探伤的显著特点是不具破坏性，因 而可实现检测对象的100%检验，即可实 现对100%的检测对象及每个检测对象的 100%部位进行探伤。
• 无损探伤或无损检测，其检测结果往往 不够“精细”，在大多数情况下，只能 给出缺陷的有无，而无法准确给出缺陷 的大小或性质。
(1).超声探伤法----UT (2).磁粉探伤法----MT (3).射线探伤法----RT (4).涡流探伤法----ET (5).渗透探伤法----PT
另为还有诸多非常规方法，如声发射、红 外、热成像、激光超声、电磁超声等。
金属及化学研究所
2.1 超声波探伤法
• 基本原理：利用声波在介质中的传播特 性、衰减特性和在界面上的反射特性、 折射特性等。
• 无损检测：在不破坏被检测对象物理化 学性能和几何完整性的情况下，对其表 面和内部参数或性能等进行测量，称为 无损检测。
• 如果检测的目的是发现伤损，则称为无 损探伤。在大多数情况下，如无特殊说 明，无损检测实际上指的是无损探伤。
金属及化学研究所
1.2 无损检测与检测
• 无损检测：尤其是无损探伤，是对未知 量的检测，即要检测的伤不一定存 在，因而有很大的随机性、偶然性 和不可知性。
1.预清洗
2.渗透
3.清洗
4.显像 实物示例
5.观察
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6.渗透检测工件
三.钢轨超声波探伤
金属及化学研究所
• 钢轨探伤包括新制钢轨探伤和在役钢轨 探伤两种情况：
• 新钢轨探伤主要是检查钢轨中的材质缺 陷和制造缺陷，如夹杂、疏松、气孔、 白点和各种表面裂纹等。
高速铁路钢轨探伤 技术及规则
中国铁道科学研究院金化所 黎连修
2010.7.19
金属及化学研究所
目录
一. 无损检测简介 二.常用无损检测方法 三.钢轨超声波探伤 四. 钢轨焊缝探伤 五. 高速铁路探伤规则
金属及化学研究所
一.无损探伤简介
金属及化学研究所
1.无损检测技术 1.1 无损检测与无损探伤
• 射线探伤主要用于内部缺陷的探测。 • 探伤结果显示直观，且可长期保存。 • 需要严格防护，一般不能连续作业。 • 目前已有了射线工业电视。
金属及化学研究所
2.4 涡流探伤法
• 基本原理：利用电磁感应原理。 • 线圈在工件表面感应出一涡流，有缺陷时，
涡流的幅度、相位和分布等要发生变化，相 应地涡流辐射的电磁场也要发生变化，这一 变化被接收线圈接收即可给出缺陷。 • 涡流检测直接检测的实际上是工件表面阻抗 的变化。或者说是通过测量阻抗的变化进行 检测的。 • 阻抗的变化，引起涡流的变化，进而引起涡 流电磁场的变化
金属及化学研究所
金属及化学研究所
2.5 渗透探伤（着色探伤）
• 基本原理：主要利用毛细现象。 • 液体表面张力： • 来自内部分子的相互吸引力，即内聚力。 • 接触角：
金属及化学研究所
• 毛细作用
• 液面高度： h 2 cos rg
金属及化学研究所
• 渗透探伤的基本操作步骤
预清洗、渗透、去除、干燥、显像、观察
• 超声法适用于锻件、轧制件等晶粒较细 的工件或材料的探伤。
• 主要用于内部缺陷的探测，也可用于表 面缺陷的探测。
• 缺陷显示不够直观。
金属及化学研究所
金属及化学研究所
2.2 磁粉探伤法
• 基本原理：利用磁力或磁场与铁磁体的相 互作用进行探伤。有缺陷时，一部分磁力 线外露形成漏磁场，漏磁场吸附磁粉形成 磁痕，给出缺陷的存在。