一、超声波传感器在铁路钢轨探伤中的应用
二、设计的目的：
1）掌握超声波传感器的原理及应用。
2）掌握铁路钢轨探伤高速检测的方法。
3）通过毕业设计培养学生综合运用所学专业的基础理论、知识、技能分析解决实际问题的能力。
三、设计技术要求：
１）在线探测速度：大于80km/h。
2）钢轨头部横向疲劳裂纹（核伤）报警：小于ф5mm平底孔当量；钢轨头部纵向疲劳裂纹报警：小于10mm当量；钢轨腰部斜裂纹长度报警：小于10mm当量。
3）探轮自动对中精度：小于20%。
4）使用温度：-40-+70°C。
四、毕业设计完成的具体内容
1）实习、搜集资料；
2）选择设计方案，设计实体电路；
3）绘出电信号处理电路；
4）绘制电气原理图；
5）对所用元器件进行计算选择，列写元器件材料表；
6）主要参考资料。
五、主要参考文献
《自动检测技术及应用》
无损检测( No ndest ruct ive test，NDT ) 是指不破坏和损伤受检物体，对其性能、质量、有无内部缺陷进行检测的一种技术。无损检测技术是提高产品质量，促进技术进步不可缺少的手段，特别随着新材料、新技术的广泛应用，各种结构零件向高参量、大容量方向发展，不仅要提高缺陷检测的准确率和可靠性，而且要把传统的无损检测技术和现代信息技术相结合，实现无损检测的数字化、图像化、实时化、智能化。
工业上常用的无损检测方法有五种：超声检测( UT ) 、射线探伤( RT) 、渗透探查( PT) 、磁粉检测( MT )和涡流检测( ET ) 。其中超声检测是利用超声波的透射和反射进行检测的。超声波可以穿透无线电波、光波无法穿过的物体，同时又能在两种特性阻抗不同的物质交界面上反射，当物体内部存在不均匀性时，会使超声波衰减改变，从而可区分物体内部的缺陷。因此，在超声检测中，发射器发射超声波的目的是超声波在物体遇到缺陷时，一部分声波会产生反射，发射和接收器可对反射波进行分析，精确地测出缺陷来，并显示出内部缺陷的位置和大小，测定材料厚度等。
超声检测作为一种重要的无损检测技术不仅具有穿透能力强、设备简单、使用条件和安全性好、检测范围广等根本性的优点外，而且其输出信号是以波形的方式体现。使得当前飞速发展的计算机信号处理、模式识别和人工智能等高新技术能被方便地应用于检测过程，从而提高检测的精确度和可靠性。
超声波无损探伤( NDI) 是超声无损检测的一种发展与应用，其设备有：超声探伤仪、探头、藕合剂及标准试块等。其用途是检测铸件缩孔、气泡、焊接裂纹、夹渣、未熔合、未焊透等缺陷及厚度测定。
超声无损检测在最近几十年中得到了较大的进展,它已成为材料或结构的无损检测中常用的手段。由于超声检测可以在线进行、超声波对人体无害又不改变系统的运行状态，因此，在材料或结构的无损检测中得到了广泛的应用。
1 超声探伤原理
超声探伤是无损检测的主要方法之一。它能非破坏性地探测材料性质及内部和表面缺陷( 如裂纹、气泡、夹渣等) 的大小、形成和分布情况，具有灵敏度高、穿透力强、检测速度快和设备简单、成本低等一系列特点。
1. 1 基本原理
超声波探伤具有反射和透射两种方法。其中反射方法精确度较高。图1 是脉冲回波探伤仪原理图。脉冲发射器通过探头将超声波短脉冲送入试件，当回波从试件的缺陷或边界返回时，通过信号处理系统，在示波器上加以显示，并将其幅度和传播时间显示出来。如果已知试件中的声速，则根据示波器上的读数所获得的脉冲间的传输时间即可获得缺陷的深度。
图1 脉冲回波探伤仪原理图。
1. 2 探伤分类
超声探伤方法很多，可以按不同的方式进行分类。
现将几种常用的分类方法介绍如下。
( 1) 按原理分类
按探伤原理分类可分为脉冲反射法、穿透法和共振法。脉冲反射法是一种利用超声波探头发射脉冲到被检测试块内，根据反射波的情况来检测试件缺陷的方法。脉冲反射法又包括缺陷回波法、底波高度法和多次底波法等。
( 2) 按耦合方式分类
按耦合方式分类如图2 所示。
图2 按耦合方式探伤分类图。
( 3) 按探伤显示方法分类
按探伤显示方法分类可分为A 型显示，B 型显示与C 型显示。其中A 型显示只显示缺陷的深度： B 型显示探伤仪，可显示工件内部缺陷的横断面形状，此时示波器横坐标代表探头在工件面上的位置，纵坐标代表缺陷的深度。探头沿工件移动与示波管扫描线的水平移动是同步的，为使图象保留在荧光屏上，应选用长余辉示波管，且探头移动速度不能太快： C 型显示探伤仪,可以显示工件内部缺陷的平面图形。
( 4) 按智能方式分类
上述探伤方法如由人工操作，则为人工探伤。如使试样或探头移动，在它的移动中利用超声波自动地检测缺陷并予以显示或指示( 喷色) 的方式，称为超声自动探伤。自动探伤要有探伤仪( 带闸门装置) ，显示装置，探头及其夹持机构。根据探头设置方式的不同还可大致分为如下几种探伤方式：直接接触方式，此方式只用在探伤速度不高且表面光滑的场合，如轨道、无缝钢管和轴等：局部水浸方式是超声探伤中最适用的方式，还可细分为其他方式，但原理是同样的：全水浸方式用于工件的某部分( 如粘结层) 或管类
的精密探伤，当水槽机构设计成可以进行自动探伤的情况下，除去工件的装卸以外，探伤可以全部自动化，如果工件加工精度高，而且水槽内架设的探头夹持机构、移动架的精度也高，则探伤的精度也高。
2 超声探伤技术在无损检测中的应用
2. 1 机车检测方面的应用
2. 1. 1 在高速钢轨检测中的应用
我国铁路运营线路近七万公里，而且铁路正在向高速、重载的方向发展。超期服役的钢轨数量很大，线路上的钢轨在承担繁重的运输任务过程中，不免要产生各种肉眼能看见及看不见的损伤如侧磨、轨头压溃、剥离掉块、锈蚀、核伤、水平裂纹、垂直裂纹、周边裂纹等。
如图3 所示，当被检钢轨内部有一个裂纹缺陷( 或其他缺陷) ，将超声波探头放在被检钢轨的某一表面部位( 该面称作探伤面、检测面) ，探头向被检钢轨发射超声波信号，超声波穿过界面进入被检钢轨内部，在遇到缺陷和两介质的界面时都会有反射，反射信号被探头接收后，通过探伤仪内部的电路转换，就可以把缺陷信号和底波信号形象地显示出来，如图4 所示。根据超声波的声程推算，就可以轻易地将缺陷信号和底波信号区分开，然后通过超声波试块进行定标，就可以实现对钢轨缺陷的定位和定量。
图3 超声探伤示意图。
图7 轮辋人工模拟缺陷探伤。
2. 3 焊接方面的应用
采用超声相控阵技术及B 扫描实时成像技术，通过足够数量的探头排列和触发时间控制，并选用不同频率范围，可以实现嵌入式电阻丝电熔连接接头的检测。
通过对比超声图像与接头实剖图，发现该方法能可靠地检出物体中的缺陷，并能较精确地确定缺陷位置和大小。在聚乙烯管道安装工程中的检测进一步验证了该技术的可靠性。
检测示意图如图10 所示。超声相控阵检测结合B扫描技术可以判断检测截面上电阻丝的位置，从而可以判断由于管材和套筒配合过紧造成的电阻丝垂直方向的错位情况，从实剖图上得到验证如图11 所示，比较超声成像图和实剖图可以看出，相控阵超声方法对金属丝有较好的分辨效果，连很微小的位移也能分辨出来，定位精度达0. 5 mm。
图10 焊接检测示意图。
图11 电阻丝错位图。
超声相控阵技术及B 扫描实时成像方法对聚乙烯管电熔接头各类缺陷有较好的检出能力。对大量含缺陷电熔接头进行检测和试验研究，对比超声成像图和实剖图，发现该方法对于聚乙烯电熔接头的各类缺陷均有较高的检测灵敏度和检出精度。通过城镇聚乙烯燃气管道安装工程检测实践，验证该技术能实现嵌入式电阻丝电熔连接接头的检测。
3 结语
现代意义的无损检测技术是随着各种科学技术的发展而发展起来的。超声检测作为无损检测的一种重要方法和热点研究，主要集中在研制适应性强、灵敏度高的探头：为判断缺陷性质而对各种缺陷数学模型的建立：缺陷的检出和信号分析技术：无损*价的量化研究以及拓展超声检测在其他领域的应用。它的优点是对平面型缺陷十分敏感，一经探伤便知结果，易于携带，多数超声探伤仪不必外接电源，穿透力强。局限性是藕合传感器要求被检表面光滑，难于探出细小裂缝，要有参考标准，为解释信号要求检验人员素质高。
超声检测技术未来将会向着以下几个方面发展:
( 1) 向高精度、高分辨率方向发展。
( 2) 高温条件下的测量明显增多，在线检测、动态检测增多。
( 3) 在若干领域向超声无损*价发展，使得超声检测内容有了新的内涵。如超声检测技术与断裂力学相结合，对重要构件进行剩余寿命*价：超声检测技术与材料科学相结合，对材料进行物理*价。
( 4) 在无损检测方面向定量化、图像化方向发展,超声检测系统将进一步数字化、图像化、自动化、智能化。
( 5) 现代信息处理技术如数值分析法、神经网络技术、模糊技术、遗传算法、虚拟仪器技术将广泛应用于超声检测技术领域。
随着各种科学技术在超声检测及探伤中的不断深入应用，相信超声检测作为许多领域产品质量保证的重要手段之一必将得到更多的关注与提高。
钢轨探伤工 １.无损检测得常用方法有哪些? 答:(1)射线探伤RT(２)磁粉探伤ＭT(3)渗透探伤PT(4)涡流探伤ET(５)超声探伤UT。 2、无损检测得特点有哪些？ 答:无损检测得特点有以下几点:(１)不破坏被检对象;(2)可实现100％得检验;(3)发现缺陷并作出评价,从而评定被检对象得质量;(４)可对缺陷形成原因及发展规律作出判断,以促进有关部门改进生产工艺与产品质量;(5)对关键部件与关键部位在运行中做定期检查,甚至长期监控,以保证运行安全,防止事故发生。 ３.超声波探伤主要优点就是什么? 答:(1)穿透能力强,可测厚度大;(2)检测灵敏度高;(3)可使用多种波型,各种探头作不同方向得探测,能探出工件内部与表面各种取向得缺陷;(4指向性好,能方便、正确地对缺陷定位;(5)检测速度快,费用低。 4、钢轨探伤工上道作业时得安全注意事项有哪些? 答:(1)上道探伤作业前,必须检查仪器及有关备品,布置安全注意事项,落实防护设施,未设好防护禁止探伤作业;(2)区间探伤作业本线来车时,按《安规》规定距离下到避车,在双线地段或站内探伤作业临线来车时,应停止作业,如作业地点瞭望条件不良,人员、仪器应下到避车;(３)严冬酷暑季节应合理安排作业时间,若遇恶劣天气要停止作 业;(４)执机人员抬探伤仪上下道时,注意不要滑倒不要碰
撞仪器;(5)探伤仪在线下避车时,要求停放平稳,不得侵入建筑限界;(6)对钢轨伤损进行校对,以及在拆卸接头螺栓察螺孔裂纹时,均应派人防护(7)其它安全注意事项按《安规》执行、 ５、探伤前为什么要调节探伤灵敏度? 答:探伤前调节探伤灵敏度得目得在于发现工件中规定大小得缺陷,并对缺陷定量,灵敏度太高,杂波多,判伤困难,灵敏度太低,容易造成漏检、 6.钢轨探伤作业防护距离就是怎样规定得？ 答:ｖmax≤1２0km/ｈ区间探伤作业防护距离执行前后８０0m; 120km/h＜vｍａx≤160km/h区间探伤作业防护距离执行前后1400m ;1６0ｋm/ｈ〈ｖｍax≤20０kｍ/h区间探伤作业防护距离执行前后2000m 、以进站信号机为界,进入站内(含站内正线、到发线、站线及其它线)探伤作业防护距离执行前后50m 各乘降点探伤作业防护距离按区间防护距离执行。 7。路局对使用数字探伤仪探测钢轨检查速度就是怎样规定得? 答:探测无缝线路地段检查速度不超过2.5km/h,普通线路地段与道岔前后及长大桥隧范围地段２km/ｈ,曲线地段min 1kｍ/45 １1、对数字探伤仪记录得作业与伤损信息得分析都包括那些内容?
钢轨探伤技师答辩 1.TB／T2658.9-1995钢轨超声波探伤作业标准对钢轨探伤范围是怎样规定的? 答案:由轨面入射的超声束无法射及的部位外，钢轨其余断面必须探伤（含焊缝）。轨头部分用70°探头探测，轨头至轨底以轨腰等宽部位用37°和0°探头探测。焊缝部分用双45探头探测。 2.钢轨铝热焊缝中气孔缺陷产生的原因有哪些? 答案:要原因有以下几点： 1）铝热焊剂的成分配比不当，会使铝热钢脱氧不完全，造成气孔； 2）焊剂受潮，水分在高温下分解成氢和氧，形成气孔；3）焊剂中有油，在铝热反应的高温下，这些油质燃烧变成气体，进入焊缝内形成气孔； 4）铸造及预热工艺不合理，例如型砂配比不当、型砂有含水量、预热温度过低等都有可能形成气孔。特别是预热温度过低，钢水容易凝固使气体不易排出，容易在轨底两角产生气孔。 3.TB／T2658.9-1995钢轨超声波探伤作业标准中对使用中的钢轨探伤探头检测是如何规定的？ 答案:探头的相对灵敏度余量和探头引线必须每月检测一次。
4.钢轨气压焊缝和接触焊缝中的光斑和灰斑缺陷为什么不易探测？ 答案:斑和灰斑缺陷厚度极薄，而形状也无规则，当超声波入射到该缺陷面时，有一部分声波能量透过缺陷继续向前传播，一部分被反射回来，反射回来的能量往往很弱，因此对于钢轨气压焊和接触焊缝中的光斑和灰斑缺陷是不易探测到的。 5.什么叫行车事故？行车事故分哪几类？ 答案:违反规章制度、违反劳动纪律、技术设备不良及其它原因，在行车中造成人员伤亡、设备损坏、影响正常行车或危及行车安全的均构成行车事故。 按照事故的性质、损失及行车造成的影响，行车事故分为特别重大事故、重大事故、大事故、险性事故和一般事故五大类。 6.什么叫衰减？产生衰减的原因是什么？ 答：超声波在介质中传播时，随着距离的增加，能量逐渐减小的现象叫做超声波的衰减。超声波衰减的原因主要有三个：①扩散衰减：超声波在传播中，由于声束的扩散，使能量逐渐分散，从而使单位面积内超声波的能量随着传播距离的增加而减小，导致声压和声强的减小。②散射衰减：当声波在传播过程中，遇到不同声阻抗的介质组成的界面时，将发生散乱反射（即散射），从而损耗声波能量，这种
超声波传感器在铁路钢轨探伤中的应用 （上海动化学院测仪器上海200072） 摘要：无损检测( Nondestructive test ，NDT ) 是指不破坏和损伤受检物体，对其性能、质量、有无内部缺陷进行检测的一种技术。无损检测技术是提高产品质量，促进技术进步不可缺少的手段，特别随着新材料、新技术的广泛应用，各种结构零件向高参量、大容量方向发展，不仅要提高缺陷检测的准确率和可靠性，而且要把传统的无损检测技术和现代信息技术相结合，实现无损检测的数字化、图像化、实时化、智能化。 关键词：无损检测；超声波；精度 The application of Ultrasonic sensors in the railway rail flaw detection (School of Mechatronic Engineering and Automation, Shanghai University, Shanghai 200072, China) Abstract:NDT (Nondestructive test) is a kind of detection technology which test detection without damaging component . Nondestructive testing technology improves the product quality and is the indispensable means to promote technological progress.Especially with the wide application of new materials and new technology, the parts of various structure develop in the direction of high parameter, large capacity . We shall not only improve the accuracy and reliability of defects detection, but also improve the traditional nondestructive testing technology with modern information technology, to realize the combination of digitalization, visualization, real-time, and intellectualization of nondestructive testing . Key words: Ultrasonic ; flaw detection ; accuracy 1.引言 工业上常用的无损检测方法有五种：超声检测( UT ) 、射线探伤( RT) 、渗透探查( PT) 、磁粉检测( MT )和涡流检测( ET ) 。其中超声检测是利用超声波的透射和反射进行检测的。超声波可以穿透无线电波、光波无法穿过的物体，同时又能在两种特性阻抗不同的物质交界面上反射，当物体内部存在不均匀性时，会使超声波衰减改变，从而可区分物体内部的缺陷。因此，在超声检测中，发射器发射超声波的目的是超声波在物体遇到缺陷时，一部分声波会产生反射，发射和接收器可对反射波进行分析，精确地测出缺陷来，并显示出内部缺陷的位置和大小，测定材料厚度等。 超声检测作为一种重要的无损检测技术不仅具有穿透能力强、设备简单、使用条件和安全性好、检测范围广等根本性的优点外，而且其输出信号是以波形的方式体现。使得当前飞速发展的计算机信号处理、模式识别和人工智能等高新技术能被方便地应用于检测过程，从而提高检测的精确度和可靠性。 超声波无损探伤( NDI) 是超声无损检测的一种发展与应用，其设备有：超声探伤仪、探头、藕合剂及标准试块等。其用途是检测铸件缩孔、气泡、焊接裂纹、夹渣、未熔合、未焊透等缺陷及厚度测定。 超声无损检测在最近几十年中得到了较大的进展,它已成为材料或结构的无损检测中常用的手段。由于超声检测可以在线进行、超声波对人体无害又不改变系统的运行状态，因此，在材料或结构的无损检测中得到了广泛的应用。
关于印发《钢轨探伤管理规则》的通知 各铁路局： 1995年铁道部发布的《钢轨探伤管理规则》（铁工务〔1995〕144号）对指导工务钢轨探伤工作，保证线路质量，确保铁路运输安全生产起到了重要作用。近年来，随着铁路提速和重载的不断发展，对钢轨探伤工作提出了更高的要求。随着大型钢轨探伤车的不断投入使用，全路已形成了钢轨探伤车和探伤仪的两级钢轨探伤网络。现行《钢轨探伤管理规则》已不适应铁路运输的发展，需进行修改完善。现将修改后的《钢轨探伤管理规则》予以发布，自2006年10月1日起施行。铁道部原发《钢轨探伤管理规则》（铁工务〔1995〕144号）同时废止。《钢轨探伤管理规则》由铁道部运输局负责解释。 二○○六年十一月十日 钢轨探伤管理规则 第一章总则 第一条为适应铁路运输的发展，加强钢轨探伤管理，提高钢轨探伤作业质量，根据《铁路技术管理规程》，特制定本规则。 第二条钢轨探伤工作具有流动性和技术性强、安全责任重等特点，是工务部门钢轨防断、确保行车安全的关键工作。钢轨探伤作业应安排在白天进行。各有关部门要为探伤人员提供必要的工作、生活和业务学习条件，要对探伤设备的转运、存放、上道作业等给予积极支持和配合。 第三条各级管理部门要重视探伤工作,探伤从业人员应固定，探伤队伍应稳定。铁路局要积极改善工务系统培训基地的探伤培训条件，加强探伤技术人员的培训工作。工务段（桥工段）应建立探伤人员演练场所。探伤管理组应建立探伤人员技术档案。 第四条铁路局应加强两级探伤网络建设，实现钢轨探伤车与钢轨探伤仪之间检测数据资源共享、相互补充；定期组织钢轨探伤车操作人员与工务段探伤人员进行技术交流，根据检测结果进行技术总结，以防漏检或误判。 第五条本规则适用于铁路线路钢轨探伤。 第二章组织管理 第一节机构和人员 第六条铁道部钢轨探伤主管部门负责全路钢轨探伤管理工作。
解决方案编号：LX-FS-A65750 钢轨探伤安全技术措施标准范本 In the daily work environment, plan the important work to be done in the future, and require the personnel to jointly abide by the corresponding procedures and code of conduct, so that the overall behavior or activity reaches the specified standard 编写：_________________________ 审批：_________________________ 时间：________年_____月_____日 A4打印/ 新修订/ 完整/ 内容可编辑
钢轨探伤安全技术措施标准范本 使用说明：本解决方案资料适用于日常工作环境中对未来要做的重要工作进行具有统筹性，导向性的规划，并要求相关人员共同遵守对应的办事规程与行动准则，使整体行为或活动达到或超越规定的标准。资料内容可按真实状况进行条款调整，套用时请仔细阅读。 一、主要工作内容 1、检查钢轨内部伤损。 2、及时上报探伤报告。 二、施工准备 1、做好施工人员岗前培训工作，包括安全教育、劳动纪律操作规程等培训内容，经考试合格后方可上道作业。 2、切实开好班前会，布置好工作任务及安全注意事项。 施工负责人充分做好各项准备工作，组织班前会，列队点名，根据作业内容向施工人员进行安全教
育，落实好安全措施，并要确认信号备品。 仪器、材料齐全完好，设好防护。并做好当日工作详细安排，明确作业地点及技术要求，介绍作业段设备状况，强调安全事项，一切准备就绪，方可发布施工命令。 3、班前会后立即开赴作业现场，确保在开始作业前半小时驻站防护员、现场防护员及作业人员都要各就各位，即做到如下几点： ①施工负责人要明确分工，明确工作量，并明确完成时间，要合理考虑探伤作业完成量，确保行车安全及施工人员安全； ②施工地点两端设置移动停车手信号，移动停车手信号要保持与施工负责人联系畅通（每隔3-5分钟联系一次），发现来车及时通知施工负责人 4、要组织好班后总结会，根据当日工作情况，
双轨式钢轨超声波探伤仪 暂行技术条件 （评审稿）
目 次 目 次 ....................................................................................................................................................................... I 前 言 ...................................................................................................................................................................... II 双轨式钢轨超声波探伤仪暂行技术 条件 ......................................................................................... .................... 1 1 范围 .. (1) 2 规范性引用文件 ............................................................... .................................................................................... 1 3 术语和定义 ........................................................................................................................................................... 1 3.1 双轨式钢轨超声波探伤仪 ........................................................................................................................... 1 4 工作环境及线路使用条 件 (1) 4.1 工作环境 ....................................................................................................................................................... 1 4.2 线路使用条件 ........................................................ ....................................................................................... 2 5 系统构成 ............................................................................................................................................................... 2 6 技术要求 ............................................................................................................................................................... 2 6.1 基本要求 ....................................................................................................................................................... 2 6.2 安全性要求 ................................................................................................................................................... 2 6.3 探头 ............................................................................................................................................................... 3 6.4 仪器 ............................................................................................................................................................... 3 6.5 检测能力 ....................................................................................................................................................... 3 6.6 检测软件 ....................................................................................................................................................... 3 6.7 探头伺服机构 ............................................................................................................................................... 5 6.8 走行平台 ....................................................................................................................................................... 5 7 检验方法 ............................................................................................................................................................... 5 7.1 整机 ............................................................................................................................................................... 5 7.2 安全性检验 ................................................................................................................................................... 5 7.3 探头回波频率及相对误差 ........................................................................................................................... 5 7.4 检测能力 ....................................................................................................................................................... 6
钢轨探伤
钢轨探伤 一、探伤灵敏度 (一).探伤灵敏度的选择： 探伤灵敏度对于钢轨探伤仪的重要性，相当于准星对于枪的重要性。灵敏度可分为三层： 一层是以各种试块上校验的灵敏度，如GTS-60、GTS-60C加长试块，它是全路广泛使用的用于确定探伤灵敏度的一种方法。我们一般用轨头Φ4平底孔最高波的80%波高+6dB做为70°探头的探伤灵敏度；用轨腰螺孔和3mm向上裂纹等高双波80%波高+3dB做为37°探头的探伤灵敏度；用GTS-60C试块底波80%波高+6dB或5mm水平裂纹和螺孔等高双波的80%波高+3dB做为0°探头的探伤灵敏度（前者用于探测钢轨纵向裂纹，后者用于探测钢轨水平裂纹，根据探测要求不同分别使用。例如：新轨地段主要使用前者探测轨腰纵向裂纹，老杂轨地段主要用后者探侧水平裂纹） 第二层是在不熟悉仪器使用性能和无缝线路地段使用的一种灵敏度。钢轨探伤小车抑制“关”，推行几步，待仪器草状波稳定下来以后进行调节，70°探头草状波最高点达到满幅度的15~20%，37°和0°探头草状波最高点达到满幅度的10~15%，调整完毕后抑制放到“开”上，探伤灵敏度即定好了。 第三层是在普轨地段找一状态良好的钢轨接头（不能使用绝缘接头，叉趾叉跟接头，异型接头和轨面状态不良的接头）对设定不合适的探伤灵敏度进行修正，一般要求70°探头接头上一、二次波报全；37°探头孔波的80%提高20~25dB，做为37°探头现场探伤灵敏度；0°探头利用钢轨底面回波调节现场探伤灵敏度，轨底回波高80%，提高8~10dB，做为0°探头现场探伤灵敏度。 (二)、影响探伤灵敏度的因素 1.调整探伤灵敏度的时机很重要，我们通常调整灵敏度都放在钢轨探伤仪保养之后进行，这样有几点不好：一是错过了钢轨探伤仪最佳调整状态。仪器在线路上推行了一个月，各个探头保护膜都已经磨得很薄，有的探头架甚至发生了移位，许多部件都已松动，我们这时候调整仪器状态校验灵敏度并记录，得出仪器的各项数据都比较准确。相反，如果我们先保养仪器，后调整灵敏度，一方面探头加的油层普遍过厚，增加了耦合差，使探伤灵敏度下降；第二新保护膜未磨开，又增加了保护膜衰减值和表面接触不良补偿值，也会造成探伤灵敏度的下降。这个时候在试块上调整灵敏度，得出的探伤灵敏度往往偏高，现场无法使用。 2.探头架压力不够，造成探伤仪推行时探头接触不良，过接头或线路不平顺时探头反复跳动。原因 ①是探头架弹簧扭力不够； ②是前37°探头架上安装的新水刷毛太硬太密，向上托顶前翻板头； ③是探头架受过撞击，发生变形或翻板螺栓脱落造成探头倾斜移位，翻板上翘压力减小。 这些原因都会造成探头耦合不良，进而影响到探伤灵敏度。 3.水路阻塞。 下水不畅造成探头耦合不良，造成探伤灵敏度偏低。 4. .探头和保护膜之间耦合层太厚或有气泡，造成探头回波中夹有迟到波，声波中有声影区和大量声能被损耗而未进入工件，使灵敏度偏低。 5.人为因素对探伤灵敏度的影响： ①探伤中不注意对探伤灵敏度的调整，未根据探伤地段和时间段的不同修正灵敏度； ②是仪器带病上道，造成仪器灵敏度偏低； ③是小半径曲线地段，探头位置发生变化，造成仪器灵敏度偏低，值机人员未进行及时调整； ④是各种轨面状态不良地段，例如轨面鱼鳞伤、波磨、碎裂地段，显示屏出波杂乱，值机者为消除杂波，盲目降低灵敏度； ⑤小半径曲线轨面上涂有润滑脂，造成探头耦合不良，灵敏度下降，值机人员未及时调整。 6.气温对探伤灵敏度的影响：
钢轨探伤工（高级）技能复习题 一、简答题 1. 钢轨探伤仪某一通道无回波的外部检查顺序是什么？答：首先检查面板上回波控制钮，如增益、衰减、抑制等，然后检查探头架、探头，看其位置是否正确，耦合，接触是否良好，再检查探头连线及对接电缆。 2．出现电压表无指示故障时，外部的检查顺序是什么？答：保险管、电源线、电池组及电源开关。 3．2.5B20Z 探头各符号所表示的意义时什么？ 答：2.5B20Z : 2.5 —频率2.5MHz , B —钛酸钡陶瓷，20 —圆晶片直径20mm , Z —直探头。 4．5P6XK2 探头各符号所表示的意义是什么？ 答：5 —频率5MHz , P—锆钛酸铅陶瓷，6 X6—矩形晶片6mm X6mm , K2 —K值斜探头，K=2 。 5．70°探头探伤时会产生哪些假信号？答：剥离层多次反射波、鱼鳞剥离反射波、剥落掉块波、轨面擦伤波、侧面锯齿波、颚部锈蚀波、夹板卡损波、螺孔反射波、焊筋轮廓波。 6．用计算法求解缺陷当量，通常适用的声程有什么要求？答：适用的声程范围应大于3倍的近场长度。 7．钢轨核伤的产生、发展因素、部位和伤损编号是什么？答：核伤产生及发展的原因有：由于钢轨冶炼和轧制过程中材质不良，如白点、气泡、非金属夹杂物等，在列车重复荷载作用下，接触应力大、疲劳强度不足，发展扩大，造成横向断裂。核伤主要产生的部位在钢轨头部内侧（调边轨也有例外）。伤损编号为：制造原因20号，疲劳21号。 8．手工检查钢轨时应注意的五种暗伤的特征是什么？ 答：（1）钢轨顶面上被车轮磨光的白面（白光）与黑面相交的地方不成直线。 （2）轨面上白光中有乌光或黑线。 （3）轨头肥大。 （4 ）轨头颏部有下垂现象。 （5）颏部透锈。 9．钢轨伤损分类十位和个位数分别表示什么？答：钢轨伤损采用两位数字编号进行分类，十位数表示伤损在钢轨断面上的位置和伤损状态，个位数表示造成伤损的原因。 10．当纵波入射角逐渐增大时，透入第二介质的波型有什么变化？ 答：(1 )当入射波大于0 °而小于第一临界角，且C L2>C LI时，这时透入第二介质中有折射纵波也有折射横波。 (2)当入射波大于第一临界角而小于第二临界角时，且C L2 > C LI时，第二介质中只有折射
文件编号：RHD-QB-K2443 （管理制度范本系列） 编辑：XXXXXX 查核：XXXXXX 时间：XXXXXX 钢轨探伤管理办法标准 版本
钢轨探伤管理办法标准版本 操作指导：该管理制度文件为日常单位或公司为保证的工作、生产能够安全稳定地有效运转而制定的，并由相关人员在办理业务或操作时必须遵循的程序或步骤。，其中条款可根据自己现实基础上调整，请仔细浏览后进行编辑与保存。 第一章总则 第1条为适应公司重载、大轴重运输的需要，针对大型探伤车上线后，新形势下加强钢轨探伤管理，防止钢轨折断，确保列车安全畅达，特制订本办法。 第2条钢轨探伤是防止断轨事故、确保行车安全的关键工作，具有流动性大、专业性强、技术要求高、操作复杂、安全责任重等特点，分公司各部门要从科学角度高度重视，保证探伤人员和队伍相对稳定。 探伤工作考核奖惩制度依据分公司《安全奖罚实
施细则》执行。例如发现重伤钢轨（包括辙叉、尖轨和夹板）奖。对探伤人员责任心不强、探伤速度快、探伤态度不良造成的责任漏检要实行责任考核追究。 第3条实行公司钢轨探伤车和分公司钢轨探伤仪两级探伤网络管理，实现钢轨探伤车和钢轨探伤仪之间资源共享、技术交流、优势互补、共同提高的目的。 第4条加强探伤作业过程监控和分析，对探伤仪记录的数据、波形做到当日分析，发现可疑波形按要求在规定时间内完成复核。 第5条分公司要加强对探伤工作领导并做好探伤工作的巡查，建立管理人员跟班作业制度，运输生产部主管人员每月不少于1天，工队长每月不少于7天，副队长、技术主管每月不少于15天时间跟班作业，对现场探伤工作情况进行巡查指导，并做好记
钢轨超声波高速探伤系统设计 《检测技术》课程设计说明书 同组成员：刘言5040309901 游宇5040309297 刘祖良5040309285 胡晟5040309165 吕吉5040309288 2007年6月
目录 一.设计题目 (1) 二.设计目的 (3) 三.设计要求 (3) 四.设计背景 (4) 五.技术原理 (9) 六.基本设计过程 (11) 1.探头的设计 (11) 2.探伤系统的设计 (15) 3.探伤小车的设计 (18) 4.探伤车组的设计 (22) 5.其他 (24) 七.高速探伤车的关键技术 (25) 八.设计总结 (27) 九.参考书目 (29)
钢轨超声波高速探伤设计说明书 【设计目的】 我国铁路运输繁忙，列车运行间隔只有十几分钟，同时，运 营线路近七万公里，线路状况较差，超期服役钢轨数量很大， 钢轨伤损发生率高。为了保障铁路运输安全，目前检测钢轨 内部缺陷的主要设备为小型钢轨超声探伤仪，由人工进行钢 轨伤损的检测。为防止、监测伤损的发生、发展，平均每年 每条线路检测需十遍以上，总检测里程近一百万公里，全线 有近万名专职钢轨探伤人员负责钢轨内部伤损的检测。随着 中国铁路的第三次提速，使铁路对于能在现有鱼尾板联结线 路上完成高速探伤的设备需求日益迫切，研究开发钢轨高速 探伤车，使其在检测时不影响铁路正常运营，对铁路运输业 具有重要的意义。试设计钢轨探伤系统。 【设计要求】 （1）以5人左右的小组为单位，注意发挥集体的力量。对问 题的讨论务必注意叙述的清晰性、严谨性。 （2）最后的结果必须以Word文档和PowerPoint 文档提 交，每组只提交一份文档即可。注意，文件的格式、图表的 美观将作为评价的一部分。其中图必须采用Microsoft Visio 描画。 （3）每组在班级作10-15分钟交流。
DAC曲线制作和在钢轨焊缝探伤中的使用 一、9002制作DAC曲线流程： 以中华人民共和国行业标准 JB4730为例说明DAC曲线的制作流程（一）、进入设定参数界面 在主菜单界面中，按【设定】进入参数的设定界面，调节参数。 标定好探头的参数，在设定参数界面中按【回车键】，进入检测界面。 （二）、开始制作DAC曲线 ⑥在检测界面时，按面板上的【功能】键，显示【功能1】 ⑥移动光标到【DAC】，按【回车键】，进入DAC曲线的编辑 ⑥移动光标到【制作DAC】，按【回车键】，开始制作DAC曲线 （三）、DAC曲线的参数 进入DAC曲线的相关参数设置界面。
按照探伤工艺调节DAC曲线参数，上图以中华人民共和国行业标准JB4730为例设置。 （四）、记录试块人工伤的反射波的峰值点 耦合探头到试块CSK-IIIA上去，先测量10MM深短横孔的反射波： ⑥前后移动探头，找到10mm深孔的最高反射波；调节【衰减】，将波高调 到90％-80％左右。 ⑥移动光标到【A门位】，使用万用旋钮调节【A门位】，锁住反射回波， 按面板上的【回车键】，则第一点（10mm深Φ1*6短横孔）记录下来了。
⑥从现在开始，直到60mm深的横孔记录完。只能调节【A门位】。 ⑥耦合探头到试块CSK-IIIA上去，测量20MM深短横孔的反射波。前后移 动探头，找到该孔的最高反射回波。移动光标到【A门位】，使用万用旋钮调节【A门位】，锁住反射回波。 ⑥按面板上的【回车键】，记录第二点（20mm深Φ1*6短横孔） ⑥以此类推，记录 第三点、第四点、第五点、第六点（分别为30mm、40mm、50mm、60mm 深的Φ1*6短横孔） ⑥待第六点记录完后，将光标从【A门位】上移出（到任意位置），按仪器
钢轨探伤组题库（30题） 1、《钢轨探伤管理规则》第十一条对探伤人员资质有何要求？ 要按照GB/T9445和《国家职业标准》的要求加强对探伤人员的技能培训、鉴定和考核。执机人员必须具有I级或以上级别的探伤人员技术资格；Ⅱ级探伤人员应不少于探伤人员总数的50%。 2、《钢轨探伤管理规则》第十二条对仪器检修人员有何要求？ 仪器检修人员应具备Ⅱ级或以上级别的探伤人员技术资格，具有必要的电子技术知识和技能。对仪器检修人员应实行考评制度，不合格者不应担任检修工作。 3、《钢轨探伤管理规则》第三十二条钢轨探伤工作基本要求？ 1．探头配置和推行速度 ⑴探头配置：探头配置应能保证从钢轨踏面上扫查时，声束所能射及部位的危害性缺陷都能被有效探测。要加强对轨头（包括内侧、中部和外侧）和轨底横向裂纹（核伤）的探测。除使用70°探头的二次波外，可使用一次波探测轨头核伤。 ⑵推行速度：普通线路地段一般不大于2km/h；无缝线路地段一般不大于3km/h。 4.《钢轨探伤管理规则》第三十二条道岔部位探伤工作基本要求？ ⑴．每年入冬前，应加强对正线道岔曲基本轨的探测。
⑵．尖轨探伤时应注意仪器探测与手工检查相结合，仪器探测区域为轨面宽度大于50mm的部位。 ⑶．高锰钢整铸辙叉应采用手工检查，钢轨组合辙叉应采用仪器探测与手工检查相结合。 ⑷．要定期对可动心轨进行探伤检查。 5.《钢轨探伤管理规则》第三十二条重点处所钢轨探伤工作基本要求？ 在对接头、曲线、隧道、道口、桥梁等重点处所进行钢轨（焊缝）探伤时，要慢速推行，并注意观察波形显示，必要时要结合手工检查。 6.《钢轨探伤管理规则》第三十二条成段更换钢轨探伤工作基本要求？ ⑴．再用轨应先探伤、后上道。成段更换钢轨或再用轨，在线路验交时，必须进行探伤，并在三个月内加强检查和监视。 ⑵．新钢轨上道后应及时进行探伤，发现伤损时，应及时上报技术(线路)科，并采取措施、加强防范、逐级上报。 7.《钢轨探伤管理规则》第三十三条探伤灵敏度作业校对标准？ 0°探头通道：反射法5mm水平裂纹当量； 穿透法136mm处φ6mm通孔或6dB底波降低。 37°（或35°至45°之间的其他角度，下同）探头通道：3mm螺孔裂纹当量。 70°探头通道：φ4mm平底孔当量。 8.《钢轨探伤管理规则》第三十六条焊缝探伤基本要求有哪些？
钢轨探伤仪(数字式) 使用说明书 1 概述 钢轨探伤仪是手推车式数字钢轨超声波探伤仪，执行TB/T2340—2000《多通道A型显示钢轨超声波探伤仪技术条件》。适于探测国产和进口的43kg/m～75kg/m钢轨母材中存在的各种缺陷。 该仪器具有一个主机，超声波探头，盛耦合剂的水箱，以上3部分安装到探伤手推车上。 该仪器具有如下特点： 1.1 仪器特点 ●该仪器符合TB/T 2340-2000《多通道A 型显示钢轨超声波探伤仪技术条件》。 ●2种检测方式钢轨母材A型检测方式。钢轨母材B型检测方式。 ●9个探测通道，其中0°通道一个；37°通道两个（前37°、37°）；70°通道六个（前70°、 后70°、前内70°、前外70°、后内70°、后外70°）。 ●自动全程记录探伤数据功能（作业路线、探伤速度、时间、报警情况、灵敏度等），可连续记录 保存60天的探伤数据。也可人工（手动）存储探伤数据。 ●配套的微机播放软件。探伤作业记录的数据可以通过播放软件进行连续播放和分析。 ●具有无线手机接口，可以实现GPS定位，可以通过互联网实现数据远程传输和控制。 ●8.4寸彩色漫反射显示屏，屏幕尺寸大，可以显示2.2米以上的B图像；亮度高，无需遮光罩， 在阳光下清晰显示图像，各个通道的A型脉冲和B型图像用不同颜色分开，便于观察。 ●该仪器A型脉冲和B型图像同屏、同步显示。有A型脉冲显示、B型图像显示两个区域，工作时 互不干扰。显示屏还有两个参数区，显示作业参数和动态参数。 ●该仪器配有40个触摸键，操作十分简便，主要功能（灵敏度、报警开关、轨型选择、导出文件、 里程校对等）一键操作，可以节省操作时间。 ●仪器具有探头自动检测功能，探伤作业中如果探头发生故障，可在3米内发出提示报警，还可以 监控超声波探头是否与钢轨耦合良好，并通过回放软件判定现场探伤人员设定的灵敏度是否正 常。 ●环境适应性好可以在-30～50℃温度环境下工作。 ●全防雨结构, 防水性好。仪器外形新颖简洁，将控制键盘和遮光罩融为一体，按键操作方便，内 置锂电池组。 1.2 主要技术参数 ■探测通道：9个通道。 ■刷屏速度：60Hz/s。 ■探头工作频率：斜探头2MHz。 ■重复探测频率：400Hz（每个通道）。 ■探测范围：0～200mm±4mm （43kg/m和50kg/m钢轨）; 0～250mm±5mm （60kg/m和75kg/m钢轨）; ■增益控制范围：0～80dB。 ■探测灵敏度余量：执行TB/T 2340-2000 ■动态范围：≥30dB(抑制小)，2～6dB(抑制大)。
293.超声波发射的声波频率主要是由晶片的（）决定。 A.面积 B.长度 C.直径D厚度 294.超声波探伤，从各个方向都能探测到的缺陷是（）缺陷。 A.平面形 B.圆柱形 C.点状形 D.片状形 295.A型显示超声波探伤仪，加大抑制量将使仪器的（）变差，不利于当量计算。A.水平线性 B.垂直线性 C.分辨率 D.灵敏度 296.超声波在材料中传播的速度取决于材料介质的（）。 A.密度 B.弹性模量 C.密度和弹性模量 D.声波频率 297.A型显示超声波探伤仪各单元电路的工作是由（）协调的。 A.同步电路 B.发射电路 C.扫描电路 D.接收电路 298.A型超声波探伤仪，产生高频率电脉冲激发探头发射超声波的电路称为（）。A.同步电路 B.发射电路 C.扫描电路 D.接收电路 299.使横波折射角等于90度的声波入射角称为（） A.第二临界角 B.第三临界角 C .纵波反射角 D.第一临界角 300.厚度为40mm的钢板，用折射角为45度的斜探头，某缺陷声程为130mm，距探测面的深度是（） A.11.9mm B.13mm C.15mm D.17.9mm 301.超声波探伤中，没有探测盲区的探伤方法是（） A.反射法 B.穿透法 C.底面多次回波法 D.底面一次回波反射法302.在声程大于3N时，垂直入射到平底孔的超声波，当平底孔的直径增加一倍时，反射声压增加（）Db. A.6 B.12 C.18 D.24 303.A型显示超声波探伤仪和探头的组合灵敏度余量通常用（）试块测量。 A.CS-1-5 B.CSK-1A C.DB-H2 D.DB-H1 304. A型显示超声波探伤仪和探头的组合分辨率通常用（）试块测量。 A.CS-1-5 B.CSK-1A C.DB-H2 D.DB-H1 305.超声波在曲面上透射时，投射波是发射还是聚焦与两种介质的（）有关。 A.声压 B.声速 C.声阻抗 D.声强 306.钢中纵波声速约为5900m/s，声波通过47.2mm钢的时间是（）。 A.8μs B.9μs C.10μs D.11μs 307.用工件底面调整探伤灵敏度（）。 A.容易确定缺陷的位置 B.定量较准确 C.可以不考虑工件表面的耦合补偿 D.杂波干扰少 308.钢轨探伤，为保证发现60kg/m钢轨轨底的横向裂纹，37度探头对应的通道报警门后沿最少应为（）声程（轨高176mm）。 A.220.1mm B.200mm C.150mm D.250mm 309.表面波能检出的深度一般不大于（）。 A.10mm B.4mm C.1个波长 D.4倍波长 310.在数字电路中用二进制代码表示有关对象（信号）的过程是（）。 A.二进制译码 B.二进制编码 C.二进制比较 D.二进制组合 311.钢轨需要手工检查的重点部位是（） A.仪器无法检查的处所 B.正常灵敏度条件下回波显示和报警不正常的处所 C.正常回波不显示的处所 D.上述都是
钢轨超声波高速探伤系统设计
目录 一.设计题目 (1) 二.设计目的 (3) 三.设计要求 (3) 四.设计背景 (4) 五.技术原理 (9) 六.基本设计过程 (11) 1.探头的设计 (11) 2.探伤系统的设计 (15) 3.探伤小车的设计 (18) 4.探伤车组的设计 (22) 5.其他 (24) 七.探伤车的关键技术 (25) 八.设计总结 (27) 九.参考文献 (29)
钢轨超声波探伤设计说明书 【设计目的】 我国铁路运输繁忙，列车运行间隔只有十几分钟，同时，运 营线路近七万公里，线路状况较差，超期服役钢轨数量很大， 钢轨伤损发生率高。为了保障铁路运输安全，目前检测钢轨 内部缺陷的主要设备为小型钢轨超声探伤仪，由人工进行钢 轨伤损的检测。为防止、监测伤损的发生、发展，平均每年 每条线路检测需十遍以上，总检测里程近一百万公里，全线 有近万名专职钢轨探伤人员负责钢轨内部伤损的检测。随着 中国铁路的第三次提速，使铁路对于能在现有鱼尾板联结线 路上完成高速探伤的设备需求日益迫切，研究开发钢轨高速 探伤车，使其在检测时不影响铁路正常运营，对铁路运输业 具有重要的意义。试设计钢轨探伤系统。 【设计要求】 （1）以5人左右的小组为单位，注意发挥集体的力量。对问 题的讨论务必注意叙述的清晰性、严谨性。 （2）最后的结果必须以Word文档和PowerPoint 文档提 交，每组只提交一份文档即可。注意，文件的格式、图表的 美观将作为评价的一部分。其中图必须采用Microsoft Visio 描画。
（3）每组在班级作10-15分钟交流。 （4）可以进行自由选题，问题可超出教师拟定的问题之外。【设计背景】 钢轨和钢轨伤损 一．钢轨的作用和分类 （一）钢轨的作用： 钢轨是轨道结构的重要部件，主要作用是支持并引导机车车辆的车轮，直接承受来自车轮的载荷和冲击，并将其传 布于轨枕和扣件。在自动闭塞区段，钢轨成为信号电流的导 体，起到轨道电路的作用。在电气化区段，钢轨还起到牵引 电流的回流导线。 （二）钢轨的分类 目前我国定型钢轨分类如下： a)按钢轨成份分： i.普碳钢:U71、U74和U71Cu等 ii.合金钢:U71Mn、U70MnSi和U70MnSiCu等 b)按钢轨重量分： 38kg/m； 43kg/m； 50kg/m； 60kg/m（主要线路使用）； 75kg/m（主要线路使用）。