鐵路鋼軌人工檢測(cè)的弊端及自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)

鐵路運(yùn)輸發(fā)展方向及鋼軌檢測(cè)的意義

隨著經(jīng)濟(jì)大發(fā)展和人類生活節(jié)奏的日益加快，人們對(duì)出現(xiàn)速度的要求越來越高，未來的鐵路運(yùn)輸主要向高速化方向發(fā)展。鋼軌的質(zhì)量上能否復(fù)合要求會(huì)對(duì)鋼軌的使用年限和高鐵的形勢(shì)安全產(chǎn)生重大的影響。

人工鋼軌缺陷檢測(cè)

目前,熱態(tài)鋼軌表面缺陷檢測(cè)主要采用人工在線巡查檢測(cè)方式,冷態(tài)鋼軌表面質(zhì)量檢測(cè)則采用人工臺(tái)架檢測(cè)或在線固定點(diǎn)檢測(cè)方式進(jìn)行。人工肉眼檢查存在漏檢率高,勞動(dòng)強(qiáng)度大,主觀性強(qiáng),對(duì)缺陷無法精確分析控制、跟蹤等系列問題。針對(duì)鋼軌表面質(zhì)量人工檢測(cè)存在的諸多問題,國(guó)內(nèi)外科研機(jī)構(gòu)及高校利用光、電、電磁等手段開發(fā)了不同形式的鋼軌表面質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)?；阡撥壣a(chǎn)過程的自身特點(diǎn)和當(dāng)前技術(shù)發(fā)展水平,機(jī)器視覺表面質(zhì)量檢測(cè)成為目前較為成熟的一種檢測(cè)手段。

人工鋼軌表面質(zhì)量檢測(cè)主要存在的問題

(1)檢測(cè)主觀性較強(qiáng)：不同人員經(jīng)驗(yàn)差異大,缺陷判斷標(biāo)準(zhǔn)不一,且高溫、高速下,肉眼很難發(fā)現(xiàn)判斷細(xì)小、半閉合缺陷。

(2)檢測(cè)環(huán)境惡劣：軋件高溫、熱輻射、不定時(shí)快速移動(dòng)等特性,影響了檢測(cè)精度,甚至影響檢測(cè)人員安全。

(3)檢測(cè)不全面。受結(jié)構(gòu)和工藝限制,較難甚至無法發(fā)現(xiàn)冷床上鋼軌上表面及中間部位的缺陷,且檢測(cè)為抽檢,檢測(cè)效率和可信度較低。

(4)缺陷的分析控制難度大：檢測(cè)數(shù)據(jù)少、漏檢率高,無法分析缺陷演變過程,不利于缺陷控制。

(5)人工成本高：?jiǎn)尉€剛性生產(chǎn)鋼軌時(shí),100m鋼軌必須設(shè)置3個(gè)成品檢測(cè)點(diǎn),每個(gè)檢測(cè)點(diǎn)至少4人。通過上述分析認(rèn)為,人工檢測(cè)已無法適應(yīng)企業(yè)智能化、低成本及高表面質(zhì)量的要求,機(jī)器自動(dòng)檢測(cè)是解決上述問題的唯一方法。

表面缺陷自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)隨著微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)和光電子技術(shù)的飛速發(fā)展,金屬表面缺陷檢測(cè)方法的研究越來越多,主要有以下方法用于金屬表面缺陷的自動(dòng)檢測(cè)。

磁粉法檢測(cè)

磁粉法檢測(cè)的原理是在基體材料中實(shí)現(xiàn)磁場(chǎng),根據(jù)缺陷處的漏磁場(chǎng)與磁粉的相互作用,當(dāng)表面和近表面有不連續(xù)或缺陷時(shí),則在不連續(xù)處或缺陷處磁力線發(fā)生局部畸變產(chǎn)生磁極。其優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備投資少,可靠性高,具有直觀性;缺點(diǎn)是操作成本高,不能對(duì)缺陷準(zhǔn)確分類,檢測(cè)速度較低。顯然,該方法不適用高速運(yùn)動(dòng)的鋼軌表面質(zhì)量檢測(cè)。

電渦流檢測(cè)

電渦流檢測(cè)有多種形式,常用的有常規(guī)渦流檢測(cè)、遠(yuǎn)場(chǎng)渦流檢測(cè)、多頻渦流檢測(cè)和脈沖渦流檢測(cè)等,都是建立在電磁感應(yīng)原理上,利用電渦流傳感器對(duì)鋼軌進(jìn)行感應(yīng),鋼軌表面不同缺陷類型和形狀將產(chǎn)生不同類型的信號(hào)。其優(yōu)點(diǎn)是檢測(cè)精度高、探測(cè)靈敏度高,檢測(cè)速度快,能檢測(cè)待檢測(cè)工件的表面及亞表面,且不受待檢測(cè)工件表面油污等雜質(zhì)的影響;缺點(diǎn)是易將非缺陷結(jié)構(gòu)判定為缺陷,誤檢率較高,檢測(cè)分辨率不容易調(diào)整。該方法目前在國(guó)內(nèi)外鋼軌生產(chǎn)廠中均有應(yīng)用,但受鋼軌形狀結(jié)構(gòu)的影響只能檢測(cè)軌頭和軌底的表面缺陷,且受鋼軌表面光潔度的影響,缺陷誤報(bào)率極高。因此該方法只能作為鋼軌表面質(zhì)量的輔助檢測(cè)手段,對(duì)頭底部分缺陷進(jìn)行檢測(cè)。