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(yè)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(fā)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(fā)現(xiàn) , 然后根據(jù)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(jù)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(fā)現(xiàn)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(fā)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(tǒng)主要由探頭、超聲收發(fā)裝置、探頭伺服控制系統(tǒng)、探傷數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、損傷分析系統(tǒng)、耦合液噴淋系統(tǒng)、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(fā)射電路使換能器按一定頻率發(fā)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(xiàn)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(fā)展 , 以及現(xiàn)代數(shù)字信號處理手段的發(fā)展 , 為超聲波在鋼軌探傷中提供了廣闊的應用前景?，F(xiàn)在數(shù)字化超聲波探傷儀已經(jīng)得到大規(guī)模的應用 , 現(xiàn)代人工智能和人工神經(jīng)網(wǎng)絡學科的發(fā)展為實現(xiàn)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(tǒng) , 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(jīng)驗 , 并經(jīng)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(fā)展。