超聲波在鋼軌探傷中的重要地位

超聲波的在無損探傷中的應用

超聲波良好的聲學特性使得其在工業測量具有廣泛的應用 , 特別是近一、二十年來 , 隨著微電腦及電子技術的發展 , 超聲波在鋼軌無損探傷中得到了廣泛的應用 , 超聲波探傷具有速度快、準確性高、人性化等特點。

鋼軌超聲波探傷的意義

鋼軌為什么要探傷 , 這是因為線路上的鋼軌在承擔繁重的運輸任務過程中 , 不免要產生各種損傷 , 其中有外部傷損如側磨、軌頭壓潰、剝離掉塊、銹蝕等 , 這些都看的見可以及時處理。有些損傷在鋼軌內部 , 是肉眼看不見的 , 如鋼軌頭部存在冶煉中殘留的夾雜和白點而引起核傷 , 它可以造成鋼軌橫向裂紋及軌頭斷裂 ; 由殘留的帶狀組織而造成的軌頭或軌腰水平裂紋或分層 , 有時會使軌頭或軌底劈裂即垂直裂紋 ; 還有螺栓孔周邊裂紋等。這些看不見的內傷 , 只有通過鋼軌探傷儀才能發現 , 然后根據內傷的輕重對鋼軌進行處理。

鋼軌超聲波探傷原理

對鋼軌進行探傷主要采用的是超聲波鋼軌探傷儀。基本原理是利用聲波在不同介質中的傳播特性 , 用20萬赫茲的聲波射入鋼軌中 , 當遇到鋼軌損傷時 , 根據反射回來的信號 , 即可判斷傷痕的大小及位置。在探傷儀上安裝有不同角度的探頭 , 分別檢查不同部位的損傷。如50度角探頭 , 用來發現軌頭內的核傷或橫裂 ,30度角探頭可探軌腰及螺栓孔損傷 , 垂直探頭發射縱波 , 可探軌頭軌腰軌底的水平裂紋、縱裂紋。

鋼軌探傷檢測系統主要由探頭、超聲收發裝置、探頭伺服控制系統、探傷數據采集系統、損傷分析系統、耦合液噴淋系統、主控計算機以及外設等組成。

探頭里裝有超聲換能器 , 通過超聲發射電路使換能器按一定頻率發射超聲波。探傷時 , 耦合液噴淋裝置在探頭和鋼軌之間噴灑耦合液 , 保證探頭與鋼軌耦合良好 , 使超聲波束大部分能量能傳入鋼軌內。如無損傷存在 , 波束到達鋼軌底面后依原路返回探頭 , 得到底波。如有損傷 , 則在底波前出現一個損傷波 , 而底波峰值降低或消失。

隨著電子技術和軟件的進一步發展 , 以及現代數字信號處理手段的發展 , 為超聲波在鋼軌探傷中提供了廣闊的應用前景。現在數字化超聲波探傷儀已經得到大規模的應用 , 現代人工智能和人工神經網絡學科的發展為實現超聲波探傷儀自動定性缺陷提供了可能 , 運用模式識別技術和專家系統 , 把大量已知缺陷的各種特征量輸入樣本庫 , 使探傷儀接受人的經驗 , 并經過學習后而具備自動定性缺陷的能力。超聲波探傷儀必將向越來越人性化的方向發展。