GTC-60型钢轨探伤车检测状态不良的原因分析及对策研究

钢轨探伤车利用超声波原理对钢轨表面及内部伤损进行检测,检测时由于钢轨内部的状态及线路的状态不一,不可避免地会导致系统出现较多的杂波,既影响了检测系统的有效检测率,也干扰了回放员对伤损的判断。在介绍探伤系统工作原理的基础上,分析导致检测状态不良的原因,提出了一种将静态调整和动态调整相结合的方法。该方法有效地提高了检测系统的判伤准确率,通过采样试验证明,系统有效检测率提高了26.7%。

基于DLS曲线的探伤车伤损检测能力评估方法

为研究探伤车检测能力评估方法,提出了钢轨伤损埋藏深度(Depth)、超声波走波距离(Length)和伤损尺寸(Size)的DLS曲线建模方法,结合探伤车判伤最小走波距离,提出了探伤车对不同埋藏深度、不同尺寸钢轨伤损的检测能力的评估方法。以钢轨横孔为研究对象,采用仿真计算方法得到了不同埋藏深度和尺寸的钢轨横孔走波距离与回波幅值,绘制出钢轨横孔DLS曲线。通过比较钢轨伤损的走波距离比与最小走波距离比,可评估钢轨伤损是否被有效检出。

钢轨探伤车70°探头反射点群分析及判伤应用

针对钢轨探伤车中心70°探头在轨头处异常出波而影响钢轨伤损判别的问题,文章以探伤车标定线上一处轨底横向裂纹附近的中心70°探头反射点群的B显数据为例,开展了中心70°探头超声传播路径分析、声程计算及软件仿真模拟。结果表明,该类反射点群为中心70°探头发射的超声波经轨底横向裂纹反射后而产生的幻象波。同时,结合该类幻象波的特点,文章对探伤车实际运用中一处钢轨母材轨底横向裂纹及一处焊缝附近的中心70°探头出波给出了伤损判别应用建议。最后,文章总结了该类反射回波点群的特点,以提升钢轨伤损判别的准确性,降低检测误报率。

DGTC-80型地铁钢轨探伤车

为更快更好地完成地铁线路钢轨内部伤损的检测,并降低车辆尾气排放对线路周边环境的污染影响,宝鸡中车时代开发了DGTC-80型地铁钢轨探伤车。该探伤车搭载满足欧Ⅳ阶段排放标准的柴油发动机和代表国际先进水平的SYS-1900型探伤检测系统,配备先进的激光自动对中装置及辅助检测钢轨表面状态的高速摄像装置,能大幅提高地铁探伤车综合检测能力和减少尾气排放,满足地铁线路检测作业需求。

GTC-80型高原钢轨探伤车

为满足海拔5 100 m的青藏高原地区青藏铁路钢轨检测需求,开发了GTC-80型高原钢轨探伤车。开发过程中采取了针对措施以适应高原地区的海拔高、气压低、缺氧、高寒、温差大、风沙大等恶劣气候条件。该探伤车利用先进的探伤检测系统对钢轨伤损的类型、位置、程度以及累计变化进行自动检测、分析、显示、记录和打印,满足高原地区的使用要求。

基于光电的钢轨探伤车超声探轮自动对中系统设计及验证

钢轨探伤车超声探轮对中控制技术是探伤车高速检测的一项关键技术,在实际运用中因对中控制技术不足易造成钢轨伤损漏检。在既有对中控制技术基础上,采用自主化技术研究全新的基于光电的对中系统设计方案。针对钢轨夹板和道岔的干扰问题,优化自动对中软件的钢轨廓形测量算法;针对不同偏移量的对中控制问题,优化对中控制软件的控制参数及控制算法。此外,根据现场用户静态测试需求,开展探轮自动对中系统静态响应指标试验;根据现场用户动态测试需求,开展探轮自动对中系统运行测试试验。结果表明:新设计的对中系统能够在60 kg负载情况下对5 mm阶跃信号的动态响应可上升时间57 ms、超调量18.6%、稳定时间156 ms,并在铁路线路实测中对中标准差可达到2.46 mm、极限偏差不大于7.19 mm,且无对中不良情况出现;全路60辆80 km·h^(-1)的GTC-80型探伤车全部完成了激光对中改造,现场运用良好,设计的基于光电的超声探轮自动对中系统能够满足探伤车在80 km·h^(-1)时的探伤检测需求。

定位分析法在钢轨铝热焊焊缝伤损判别中的应用

针对钢轨铝热焊焊缝结构特点带来的伤损判别困难问题,为提高铝热焊焊缝伤损判别的准确率,分析探伤车超声通道横波声场的结构特点,提出判别反射体位置的定位分析法;通过人工伤损实际位置与定位分析法得到的B型显示伤损位置比对,证明定位分析法判断伤损位置的正确性。分析铝热焊焊缝的轮廓特征,运用定位分析法解释其轮廓B型显示规律,提出利用此轮廓显示规律对铝热焊焊缝伤损判别及对检测增益适当与否进行监控;通过实际线路中铝热焊焊缝伤损报警的复核分析,验证运用铝热焊轮廓显示结合定位分析法综合判别铝热焊焊缝伤损的可行性,即定位分析法可在钢轨铝热焊焊缝伤损判别中应用。

基于界面波跟踪技术的伤损回波精确定位方法研究

在钢轨伤损回波定位计算中,钢轨内缺陷的埋藏位置与探头发出的超声波在钢轨内的传播时间有关,传播时间提取越精确,缺陷埋藏位置计算越精确。钢轨探伤车高速作业时,钢轨垂直方向的不平顺、探轮提升单元的结构差异及探轮充液饱满程度差异等因素会引起探轮在竖直方向跳动,导致探轮内不同角度探头的超声波进入钢轨表面的时间发生变化,影响伤损定位。为此,文章提出一种基于界面波跟踪技术的伤损回波精确定位方法,并以探伤车的45°探头和70°探头为例,开展了基于界面波跟踪技术的伤损回波定位及不同探轮下压量时界面波跟踪技术有效性的应用研究;同时,设计了人工伤损试块以开展基于界面波跟踪技术的伤损检测和识别试验。研究及试验结果表明,采用界面波跟踪技术可保证探伤车探轮内各超声探头回波时间的精确提取(时间精度达0.025μs),有利于伤损回波定位。最后,文章结合实际线路检测数据分析,给出了界面波跟踪技术在探伤检测时的应用建议。

高速铁路钢轨探伤车动态灵敏度设置探讨

在高铁线路和高原线路上,由于区间里程长、环境恶劣等原因造成人工探伤作业困难,主要采用钢轨探伤车进行探伤。在《钢轨探伤管理规则》(铁运[2006]200号)和《钢轨探伤车运用管理办法》(铁运[2012]43号)中,均对作业人员资质提出了要求,但都没有给出探伤车动态灵敏度调整的依据。本文对某高铁线路连续三个周期的检测数据、复核数据和探伤仪一年的监控数据进行了综合分析,得出探伤车检测灵敏度设置需要进一步完善。通过设计试验平台和试块进行理论分析,给出了探伤车检测中灵敏度设置标准的建议,并对下一步的研究工作和推广应用提出了建议。

客运专线基础设施维修基地探伤试验线设计研究

钢轨探伤车在客运专线基础设施维修基地内经过检修后,需进行整车试验,以保证良好的设备状态,探伤试验线是维修基地的必要组成部分,但其设计尚无明确的标准和规范。通过分析总结钢轨探伤车的试验需求,对探伤试验线的建设标准等要求进行研究,对适应于不同检测速度的钢轨探伤车试验线的组成及长度进行分析与计算,最后提出客运专线基础设施维修基地探伤试验线的设计原则和技术要求。

钢轨探伤车对轨头核伤检测能力的分析

针对钢轨探伤车高速检测能力问题,结合我国钢轨探伤车的运用特点和核伤的检测原理,对钢轨探伤车的轨头核伤检测能力进行了理论和应用分析,并通过伤损试块和实际线路检测进行了验证。认为在目前的探伤车标准体系模式和运用管理模式下,轨头核伤的检测灵敏度不低于《钢轨探伤管理规则》(铁运【2006】200号)中钢轨探伤仪对轨头核伤检测时设定的检测灵敏度。

基于大型钢轨探伤车的顶面伤损漏磁检测技术研究

我国铁路主要依靠人工对钢轨顶面伤损进行检查,缺乏有效的钢轨顶面伤损深度检测评价技术手段。研究基于大型钢轨探伤车的顶面伤损漏磁检测技术,设计开发了检测探头、模拟信号调理模块、数据采集和处理模块及上位机软件,完成了钢轨顶面伤损漏磁检测系统的开发。该系统在实验室条件下能够以最高50m/s速度检测宽度为0.2mm的顶面伤损,并进行了40km/h的车载试验。车载试验表明,检测系统在钢轨探伤车上能够安全运行,不干扰其他检测设备,能够适应铁路现场电磁环境,能够检测钢轨顶面人工伤损,但对顶面微裂纹的检测、电磁参数调整、安装方式和试验验证需深入研究。

高速钢轨超声波探伤中螺孔70°幻象波的分析识别

在高速钢轨超声波探伤过程中,B型显示中有时会在螺孔附近的钢轨轨头出现一些异常回波信号点,但该信号实际并非伤损回波,而是螺孔幻象波,该信号与较严重的轨头核伤有很高的相似性,因此容易被误判为重伤。根据幻象波的产生原理,基于钢轨探伤车检测的60 kg/m钢轨的B型显示数据,对螺孔幻象波进行了传播路径分析,并通过与实际数据相比较和CIVA软件仿真,验证了分析的正确性。对该幻象波的特点进行了总结,为工程应用中对螺孔幻象波的识别提供了理论支持,可提高钢轨探伤的准确性,降低检测误报率。

钢轨探伤车对钢轨焊缝缺陷的检测能力

为了验证钢轨探伤车对焊缝缺陷的检测能力,设计了人工模拟焊缝缺陷,分别以不同速度对钢轨进行检测。结果表明,在钢轨探伤车检测工艺能够覆盖的有效检测区域内,人工模拟焊缝缺陷的平均检出率为97.2%,其中轨头、轨腰中φ5mm横通孔当量的体积型缺陷的检出率为100%,轨颚处φ3mm横通孔当量的体积型缺陷的检出率为91.7%。检测结果可为同行提供参考。

轨底月牙伤幻象波的分析及应用

轨底月牙伤是一种常见伤损,但在检测过程中,B扫描数据在月牙伤的两侧时常出现37.5°回波信号,该类信号实际为幻象波,容易导致误判,增加误报率。根据幻象波的产生原理,基于60型钢轨的B扫描数据,对该幻象波进行了传播路径分析,通过声程计算与实际数据相比较,验证了分析的正确性。最后总结了该幻象波的特点,可为轨底月牙伤后续的检测识别提供理论支持。

基于磨耗的自动分段补偿对中控制算法

基于激光轮廓测量原理的轮式探头(即探轮)自动对中系统的作用是确保探轮始终位于钢轨中心位置,使超声波能够正常扫查钢轨,保证探伤检测正常进行。为解决对中控制应用的难点,改进自动对中控制算法,提出基于钢轨轨头磨耗值对对中控制基准进行自动分段补偿的算法,解决了在轨头磨耗严重但对中系统控制偏差正常的情况下,仍然出现0°底波失波的问题。通过对实际钢轨线路进行试验验证,证明了改进算法能够减少0°底波失波,提高了磨耗线路上的探伤检测效果。

关于提高钢轨探伤车小型核伤检出率的研究

钢轨探伤车主要用于检测铁路钢轨内部和表面的各种疲劳缺陷和伤损,是保障铁路运输安全的重要设备。此文针对探伤车对钢轨小型核伤检出率低的问题,通过现场调查,收集钢轨伤损数据,探讨探伤仪和探伤车各超声通道的对应关系,分析研究探伤车对钢轨小型核伤检出率低的原因,提出从对中效果、探轮标定、超声通道等方面改善探伤车的检测性能的措施。

轨道车辆车轴超声波探伤标准的分析与探讨

对轨道车车轴超声波探伤系列标准TB/T2494.1——1994《轨道车车轴探伤方法第1部分:新制车轴超声波探伤》和TB/T2494.2——2010《轨道车车轴探伤方法第2部分:在役车轴超声波探伤》,以及相关标准TB/T1618——2001《机车车辆车轴超声波检验》、JB/T4730.3——2005《承压设备无损检测第3部分:超声检测》中的相关条款进行对比分析,对TB/T2494.1——1994和TB/T2494.2——2010提出修改建议。

基于RBF-NN近似模型的地铁钢轨探伤车转向架悬挂参数多目标优化

以某地铁钢轨探伤车为研究对象,利用多体动力学软件UM建立车辆-轨道耦合动力学模型,分析探伤车在直线、曲线两种工况下的运行平稳性、安全性和曲线通过能力,为后续悬挂参数多目标优化提供原始数据支撑。基于MATLAB编程建立UM-ISight联合仿真平台,在ISight中以转向架一、二系悬挂刚度、阻尼等为目标参数,通过最优拉丁超立方法进行参数组合样本设计,并在此基础上构建符合精度要求的径向基函数神经网络(RBF-NN)近似模型,最后通过多目标优化算法NSGA-Ⅱ对近似模型进行寻优计算,得到最优的转向架悬挂参数组合。结果表明,所建近似模型具有较高的拟合精度,优化后车辆平稳性指标都得到明显改善,最多可降低35.39%,且车辆的脱轨系数、轮轨横向力、轮轴横向力、轮重减载率等曲线通过性能指标也有不同程度好转。

轨道综合检测车在锦白铁路单线有缝线路设备养护维修中的运用研究

现国内铁路线路设备检查坚持动静态检查相结合的原则,动态检查主要以轨道检查车和钢轨探伤车检测结果为主要依据。基于轨道几何检测系统与钢轨探伤系统在运行速度和作业流程上的不同要求,国内铁路均采用轨道检查车与探伤车独立运行的方式开展线路动态检测工作。锦白铁路轨道综合检测车采用将轨道几何检测系统、钢轨探伤系统等功能融合于同一车辆平台的独特设计,在锦白铁路线路设备动态检查作业中发挥了积极作用。同时,在安全质量、作业效率、经济效益和环保效益等方面均体现了其在地方普速铁路单线有缝线路设备养护维修中的运用价值。