超声波在钢轨探伤中的重要地位

超声波的在无损探伤中的应用

超声波良好的声学特性使得其在工业测量具有广泛的应用 , 特别是近一、二十年来 , 随着微电脑及电子技术的发展 , 超声波在钢轨无损探伤中得到了广泛的应用 , 超声波探伤具有速度快、准确性高、人性化等特点。

钢轨超声波探伤的意义

钢轨为什么要探伤 , 这是因为线路上的钢轨在承担繁重的运输任务过程中 , 不免要产生各种损伤 , 其中有外部伤损如侧磨、轨头压溃、剥离掉块、锈蚀等 , 这些都看的见可以及时处理。有些损伤在钢轨内部 , 是肉眼看不见的 , 如钢轨头部存在冶炼中残留的夹杂和白点而引起核伤 , 它可以造成钢轨横向裂纹及轨头断裂 ; 由残留的带状组织而造成的轨头或轨腰水平裂纹或分层 , 有时会使轨头或轨底劈裂即垂直裂纹 ; 还有螺栓孔周边裂纹等。这些看不见的内伤 , 只有通过钢轨探伤仪才能发现 , 然后根据内伤的轻重对钢轨进行处理。

钢轨超声波探伤原理

对钢轨进行探伤主要采用的是超声波钢轨探伤仪。基本原理是利用声波在不同介质中的传播特性 , 用20万赫兹的声波射入钢轨中 , 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50度角探头 , 用来发现轨头内的核伤或横裂 ,30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。

钢轨探伤检测系统主要由探头、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。

探头里装有超声换能器 , 通过超声发射电路使换能器按一定频率发射超声波。探伤时 , 耦合液喷淋装置在探头和钢轨之间喷洒耦合液 , 保证探头与钢轨耦合良好 , 使超声波束大部分能量能传入钢轨内。如无损伤存在 , 波束到达钢轨底面后依原路返回探头 , 得到底波。如有损伤 , 则在底波前出现一个损伤波 , 而底波峰值降低或消失。

随着电子技术和软件的进一步发展 , 以及现代数字信号处理手段的发展 , 为超声波在钢轨探伤中提供了广阔的应用前景。现在数字化超声波探伤仪已经得到大规模的应用 , 现代人工智能和人工神经网络学科的发展为实现超声波探伤仪自动定性缺陷提供了可能 , 运用模式识别技术和专家系统 , 把大量已知缺陷的各种特征量输入样本库 , 使探伤仪接受人的经验 , 并经过学习后而具备自动定性缺陷的能力。超声波探伤仪必将向越来越人性化的方向发展。