无损检测技术在地铁检修中的应用探析高婧

无损检测技术在地铁检修中的应用探析高婧

高婧

中车唐山机车车辆有限公司

引言

目前无损检测技术已经被广泛的应用于铁路车辆生产和应用的各个环节当中，是铁路检修中最为重要的检测手段。近年来，随着我国城市轨道交通和无损检测技术的不断发展和进步，无损检测技术被广泛的应用于城市轨道车辆的高级别检修当中，能够对轨道车辆的车钩、走形部件、悬挂件等重要的系统部件的内部缺陷进行快速、准确的检测，从而有效的提升轨道车辆的运行安全，确保人们的出行安全。

1、无损检测技术概述

无损检测技术即一种在不破坏待测物体原有的物理性质、化学性质的前提下，利用现代化的科学技术手段对其进行检测，以获得待测物相关的理化性质，描述其具体的内部结构和当前的状态。无损检测技术是一种非破坏性的检测技术，在工业发展的过程中无损检测技术是不可或缺的检测工具，无损检测技术的水平甚至在一定程度上反映着一个国家的工业发展水平。（1）非破坏性。非破坏性作为无损检测技术最显著的特点之一，是指在获得检测结果的同时，对待测物并不造成影响或伤害。（2）互容性。在检测方法具有非破坏性之后，检测过程中工作人员可以就同一待测物采用同一方法或不同的检测方法进行多次检测，以保证检测结果的准确性。（3）动态性。无损检测技术能够对使用中的零件进行检测探伤，并且能够对待测物在工作过程中造成的损伤进行累计统计，基于此，工作人员能够具体的了解到待测物结构的失效机理。（4）严格性。在运用无损检测技术进行检测的过程中，无论是检测所用的检测仪器设备，还是进行检测的工作人员，都需要通过严格检测标准的筛选，以保证检测结果的准确性。（5）检测结果的分歧性。对于同一待测物，不同检测人员的检测结果是会存在一定差异的，即使是同一检测人员，运用不同的检测方法在检测结果上也会存在不同。特别是针对一些特定的检测技术，在检测过程中往往需要两个或两个以上的检测人员来进行检测工作。

2、无损检测技术在地铁检修中的应用

2.1磁粉检测

磁粉检测技术是对磁性材料表面或近表面无损检测的一种常用方法，在转向架构架焊接生产过程中广泛应用。转向架焊缝磁粉检测采用的设备为磁轭式探伤仪，常采用干法和湿法黑磁粉检验方法，干法一般用于横梁钢管等所用原材料的粗糙表面质量检测，构架焊缝检验主要采用湿法黑磁粉加反差增强剂的检验方法。随着制造水平的不断提高，目前轨道车辆转向架无损探伤自动化程度也在逐步提高，地铁转向架构架检修探伤已开始应用构架整体探伤系统，系统能够对构架进行非接触式整体磁化，利用周向旋转磁场磁化整体构架，获得探伤所需复合磁场，具有自动喷淋磁悬液、自动退磁、工件自动传送及翻转等功能，大大提高了磁粉检测的工作效率，降低了工人劳动强度。

2.2射线检测

射线检测是焊缝内部缺陷检测的重要手段，但射线检测对工件结构要求较高，很多结构射线检测无法实施，同时由于射线检测防护要求高、成本高、传统胶片难于长时间保存，射线检测的应用具有一定局限性。地铁组转向架中横梁管对接焊缝和转向架中连接块对接焊缝均采用射线检测进行焊缝内部探伤。射线检测按接收射线方式分类，主要有胶片技术、存储荧光成像板计算机照相技术（CR）、数字探测器阵列（DDA）成像检测技术（DR）等类型。相对于胶片射线探伤的局限性，DR技术利用计算机对图像进行数字化处理，其原理与数码相机相似，克服了胶片的弊端，图像可长期保存在计算机或存储设备上，提高了检测效率、灵敏度和缺陷识别能力。采用胶片技术，使用小焦点棒阳极由横梁管内向外沿环焊缝周向曝光，管外布置胶片进行检测。中车唐山机车车辆有限公司（简称中车唐山公司）在转向架焊接生产中采用DR技术由外部对横梁管双壁透照进行数字实时射线检测。随着轨道车辆智能制造的逐步深入，X射线探伤技术在自动化、信息化、智能化方面取得重要成果，研发了我国首套高速列车焊缝射线检测智能化评定系统，实现评定结果的信息化管理，实现了焊缝底片的数字化扫描、底片缺陷信息自动获取与评定，以及企业射线检测的数据库管理，该技术具有较高推广价值。

2.3超声波检测

为保证关键受力部位的整体性能，个别重要焊缝要求进行焊透处理。为保证焊缝质量，防止出现未焊透、未熔合等焊接缺陷，需要对焊缝进行内部无损探伤。由于超声波检测的灵敏度高、设备成本低、操作方便、缺陷波形易于识别、对操作人员无伤害等特点，转向架重要焊缝基本采用超声波检测进行内部探伤。超声波检测适用于检测焊缝内部的面积型和体积型缺陷，如裂纹、未焊透、未熔合等缺陷。目前构架焊缝应用的超声波检测技术，主要分为以单晶片探头为主的A型显示常规超声检测和以多晶片线阵元探头为主的相控阵超声检测。对于单晶片探头超声检测，为保证缺陷被检出，需要重点考虑缺陷的方向、探头射束入射角度及扫查移动范围，否则容易造成漏检。通过观察反射波形的A型显示来判断焊缝内部有无缺陷和缺陷的大小，受人员经验的影响较大，需要具备丰富经验并结合标准对缺陷进行定性和定量检测，同时缺陷波形无法记录、存档。为了克服上述常规超声检测技术的缺点，相控阵超声技术已在构架焊缝检测中开展应用。虽然相控阵超声仍属于脉冲反射法检测范畴，但在声场特性、信号处理与成像、性能和功能等方面，与常规超声有很大不同。相控阵超声检测技术使用的探头采用多阵元的晶片结构，通过延时触发脉冲，形成可调角度的波型（波阵面）及聚焦深度，因此无需移动探头或移动较小的距离即可完整覆盖焊缝检测区域，解决了常规超声探头为了获得最大缺陷回波，在较大范围和多角度移动探头，以确保主声束与缺陷延伸面相垂直的要求。相控阵超声需要对检测系统的激发孔径、扫描角度和步进、聚焦、灵敏度、位置传感器校准等多项参数进行设置，以获得准确的测量数据。同时，该领域研发了高频超声成像技术，建立了高频超声扫查系统平台，均可实现对焊缝缺陷的有效检测和可视化。

2.4渗透检测技术

渗透技术主要是在被检对象的表面施加荧光或者有着色染料的渗透液，当渗透液渗透到被检对象表面具体开口的缺陷当中之后，需要清除干净多余的渗透液，然后等到干燥之后，再

通过显像剂的吸附作用来对缺陷当中的渗透液进行吸附，在光照作用下，就会将被检对象缺陷当中的渗透液显示出来，从而准确的检测出被检对象当中存在的缺陷。这种检测技术不会

受到几何形状的限制，对于缺陷的方向和操作者也没有较高的要求，不过局限于表面开口性缺陷检测，并且操作过程比较的繁琐，在地铁检修中主要被用于中小型非磁性零部件的表面缺陷检测当中。

结束语

随着我国轨道装备制造业的发展壮大，无损检测技术在轨道车辆制造业中的应用越来越广泛，技术要求也越来越高，无损检测新技术应用前景广阔。随着科技进步及制造水平的不断提高，无损检测技术正朝着自动化、智能化方向不断迈进，目前各种自动化程度较高的无损探伤方法在铝合金长大焊缝中应用较多，今后，该技术在轨道车辆生产中也将实现自动化和智能化的应用。

参考文献

[1]唐鲁楠,冯文慧.无损检测技术在地铁检修中的应用[J].无损检测,2016,38(03):82-84.

[2]冯文慧,唐鲁楠.磁粉检测技术在地铁转向架检修中的应用[J].中国新技术新产品,2016(01):6