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超声波探伤技术在钢轨探伤领域的应用及其局限性摘要：超声波技术是无损检测技术的关键手段之一，广泛应用于高速列车钢轨焊缝的检测。
钢轨铝热焊超声波探伤采用超声波原理。
探头将声频发送到钢轨内部，当声波遇到钢轨内部组织或缺陷时，接收来自声波反射面的回波，通过对雷达回波的分析，得到了被检钢轨焊缝的损坏情况。
关键词：超声技术；钢轨探伤；应用前言：频率>20kHz的机械波是超声波。
超声波具有专一性、集中性、瞬时速度高等特点。
在不同的媒质界面中，超声波的大部分动能会被表面反射。
超声波具有很强的穿透特性，基本上可以在所有物体中传播。
钢轨焊接质量的好坏直接关系到铁路货运的安全、焊接方法不当造成的焊接缺陷等，需要及时采用无损检测技术进行检验，超声波检测是一种合理的检验方法。
近年来，超声相控阵无损检测技术在工业生产领域得到了很好的应用。
可用于钢轨焊缝检测，提高检测效率。
超声波相控阵光束聚焦具有强大的动能，在基本的超声波检测中可以防止泄漏，使用超声波探伤仪进行钢轨铝热焊探伤时，钢轨中的缺陷会相互影响，产生传输波，进而检测出缺陷，一般采用纵斜波探头进行无损检测，传输的数据信号更容易被探头接受。
一、探伤的原理及常用探伤方法1.1探伤的基本原理(1)单脉冲反射器检测基本原理。
超声波发射到两种不同材料的边界条件，产生反射面，同一探头可用作发送和接收。
(2)单脉冲投影判断的缺点。
根据单脉冲波或通过工件产生的动能转换，单脉冲投影将发送和接收放置在被检零件两侧的探头，以确保探头与样品之间的良好声耦合。
(3)共振法的基本原理。
当被测工件的厚度为超声波半波长的非负整数时，会引起共振，使用相邻共振差来测量工件的厚度。
1.2常用探伤方法现阶段钢轨铝热焊探伤设备主要是数据焊接通用探伤仪。
该设备是一款全智能设备，显示屏大，功能齐全，重量轻。
适用于公共工程系统的钢轨焊接和轨道列车传动轴的探伤。
关键是对接头焊缝进行年检和再诊断，可以区分焊接损伤状态，对已经发生的损伤进行探伤，可以准确定位和定量分析。
第4章超声波探伤设备简介超声波探伤仪是利用超声波反射或透射原理检查工件缺陷的电子设备。
它的作用是产生电振荡并加于探头晶片，激励晶片发射超声波；同时将探头接收回来的电信号进行放大，通过一定的形式显示出来，从而得到被探工件内部有无缺陷及缺陷的位置和大小等信息。
超声波探伤仪的种类很多，分类的方法各不相同，若按缺陷的显示方式主要可分为以下两种：(一) A型显示通常所说的超声波探伤仪，就是指A型显示的脉冲反射式探伤仪。
它是以水平基线（X轴）表示距离和时间，用垂直于基线的偏转（Y轴）表示幅度的一种信号显示方式。
对同一种均匀介质而言，由于超声波传播时间与缺陷的埋藏深度成正比，因此，可以根据缺陷回波在荧光屏水平线上的位置确定缺陷的深度，用回波幅度的高低来衡量缺陷的大小。
（二）B型显示这是一种能够显示被检工件的横截面的图像，指示反射体的大致尺寸及其相对位置的超声信息显示方法,如图4-1 B型扫描示意图。
这种显示方法是将荧光屏上横坐标代表探头移动距离，纵坐标代表声波传播时间（或距离），基线随探头的移动和回波时间而变化，可直观了解探头移动下方横断面的缺陷分布和离探测面的深度，获得在探头扫查方向的断面图。
图4-1 B型扫描示意图1—探头；2—试件；3—缺陷；4—表面反射；5—底面反射；6—缺陷反射；7 -示波屏4.1 常用超声波探伤仪上海目前具有420公里的投入使用线路里程，但是目前上海地铁运营公司工务分公司只负责1～4号线四条线路的探伤检测工作，共148.53公里，只占上海地铁总里程的35%，其他的线路目前都委托外单位负责探伤检测，所以目前拥有的探伤设备数量不多，但是今后新线的陆续开通，外单位负责线路的接管，地铁工务负责的探伤里程会快速增加，对于钢轨探伤工作量增加的这种预期压力，上海地铁工务放弃增加设备和人员的做法，探讨研究使用大型钢轨探伤车，改变探伤模式，在不大幅增加设备和人员的情况下，提高探伤效率，以满足将来日常的对钢轨探伤检测要求。
上海铁道增刊2019年第2期51双轴武钢轴超看液探伤仪车轴缺昭趙测的应用研兖朱兴俊中国铁路上海局集团有限公司科研所摘要双轨式钢轨超声波探伤仪（简称探伤小车）是超声波检测技术和自动化技术的有机结合，其对伤损的识别率严重依赖小车行车的平稳性。
车轴是整个车体结构的关键部件，车轴完好性直接影响着探伤小车能否运行正常，可以说车轴的状态直接影响着探伤小车钢轨缺陷的检出能力。
超声波检测系统，在人工试样上加工一系列缺陷用于系统性能校验，然后探头紧贴被测车轴进行轴向和纵向检测，经试验，该检测系统可以有效检出小车车轴上的纵向和横向缺陷，检测精度达到深度不小于0.4 mm、宽度不小于0.8mm,完全符合现场检测需求。
关键词探伤小车；车轴；缺陷；超声波检测1概述双轨式钢轨超声波探伤仪是能够同时对两股钢轨进行超声波探伤的检测仪器,它能在自行走过程中，对钢轨轨头、轨腰和轨底的裂纹及各种缺陷进行检测。
检测系统有A扫和B扫两种模式,B扫是实际检测时使用的扫描模式。
B扫描以编码器驱动，连续采集并记录相应信息。
编码器每3mm产生一个脉冲,探伤仪根据脉冲信号，实时采集左右两轨上的探头检测信号。
双轨式钢轨超声波探伤仪为了保证探伤系统能对钢轨进行全面可靠的检测，避免高速运动对探头的损耗而采用轮式设计，每个探轮装有9个探头，每根钢轨使用一个探轮进行采集，双轨共有18个通道，小车实物如图1所示。
其相比传统手推式钢轨探伤仪,具有效率高、人工操作简单和伤损识别率高等特点,近年来逐步在铁路工务领域大量推广使用。
双轨式钢轨超声波探伤仪是超声波检测技术和自动化技术的有机结合,其对伤损的识别率严重依赖小车行车的平稳性。
车轴是小车的主要机械结构，它承担着车体的承重和小车运行时的滚动摩擦，因此，随着时间的推移不可避免的在其表面或内部产生肉眼不可见的缺陷，需要一种能对车轴缺陷进行识别的无损检测系统，以便探伤小车的使用者对车轴的状态进行评估和分析。
ffl1双轨式钢轨超声波探伤仪2车轴缺陷超声波检测原理经统计，探伤小车在使用过程中，车轴故障以内部缺陷为主，这些缺陷的取向往往沿轴向延伸，特别是裂纹在横截面上呈径向扩展,成为最危险的缺陷。
第4章超声波探伤设备简介超声波探伤仪是利用超声波反射或透射原理检查工件缺陷的电子设备。
它的作用是产生电振荡并加于探头晶片，激励晶片发射超声波；同时将探头接收回来的电信号进行放大，通过一定的形式显示出来，从而得到被探工件内部有无缺陷及缺陷的位置和大小等信息。
超声波探伤仪的种类很多，分类的方法各不相同，若按缺陷的显示方式主要可分为以下两种：(一) A型显示通常所说的超声波探伤仪，就是指A型显示的脉冲反射式探伤仪。
它是以水平基线（X轴）表示距离和时间，用垂直于基线的偏转（Y轴）表示幅度的一种信号显示方式。
对同一种均匀介质而言，由于超声波传播时间与缺陷的埋藏深度成正比，因此，可以根据缺陷回波在荧光屏水平线上的位置确定缺陷的深度，用回波幅度的高低来衡量缺陷的大小。
（二）B型显示这是一种能够显示被检工件的横截面的图像，指示反射体的大致尺寸及其相对位置的超声信息显示方法,如图4-1 B型扫描示意图。
这种显示方法是将荧光屏上横坐标代表探头移动距离，纵坐标代表声波传播时间（或距离），基线随探头的移动和回波时间而变化，可直观了解探头移动下方横断面的缺陷分布和离探测面的深度，获得在探头扫查方向的断面图。
图4-1 B型扫描示意图1—探头；2—试件；3—缺陷；4—表面反射；5—底面反射；6—缺陷反射；7 -示波屏4.1 常用超声波探伤仪上海目前具有420公里的投入使用线路里程，但是目前上海地铁运营公司工务分公司只负责1～4号线四条线路的探伤检测工作，共148.53公里，只占上海地铁总里程的35%，其他的线路目前都委托外单位负责探伤检测，所以目前拥有的探伤设备数量不多，但是今后新线的陆续开通，外单位负责线路的接管，地铁工务负责的探伤里程会快速增加，对于钢轨探伤工作量增加的这种预期压力，上海地铁工务放弃增加设备和人员的做法，探讨研究使用大型钢轨探伤车，改变探伤模式，在不大幅增加设备和人员的情况下，提高探伤效率，以满足将来日常的对钢轨探伤检测要求。
第一章仪器概述1.1 仪器介绍GCT－8型钢轨超声波探伤仪，是我所自主研发的全新数字化手推车式钢轨超声波探伤设备。
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，是新一代实用、可靠的钢轨探伤设备。
该仪器符合中华人民共和国铁道行业标准TB/T 2340－2000《多通道A型显示钢轨超声波探伤仪技术条件》。
为了尽快掌握和使用该仪器，请您在使用前仔细阅读本说明书。
GCT－8型钢轨探伤仪具有如下特点：1、7+1个探测通道。
●7个通道用于钢轨探伤，4个70°通道，2个37°通道、1个0°通道。
与现有同类仪器相比增加了两个70°探头，加强了对轨头核伤的扫查密度，弥补了同类产品颚部三角区的探测盲区，提高了缺陷检出率。
●备有一个多功能校对通道。
该通道具有单、双收发功能选择，预置0.8、K1.0、K1.5、K2.5斜探头和直探头参数。
可以用于对缺陷精确校对或进行焊缝探伤作业。
2、 A/B两种检测模式。
●具有A型波形显示和B超图像两种工作模式都可用于仪器的钢轨探伤作业。
在A显模式下，仪器同时进行B显图像记录，按1个键就可以方便地转为B显模式，并显示960mm范围内钢轨的B超图像。
●A/B两种模式都具有存贮/回放功能。
仪器的内存可以记录A超单幅和动态图像，其中活动图像可以累计记录60分钟，B超图像可记录2000多幅。
可在仪器上直接回放，也可通过U 盘上传到计算机处理、保存。
3、配备有探伤作业记录装置（GPS定位系统）。
●采用GPS卫星定位技术、高精度位移编码器，对探伤作业的轨迹、上/下道时间、推行速度、推行里程等进行记录。
●记录报警点的B显图像和探伤作业参数（日期和时间、闸门位置和大小、轨型、增益值、电池电压等）。
●这些信息由外置U盘进行全程记录。
可满足30天以上的记录要求●与本仪器配套的上位机软件可以处理U盘记录的全部信息，可以显示作业路线图、报警点等，并可生成探伤作业报告，便于汇总存档、复检、打印等。
超声波检测基本原理—钢轨超声波探伤通过对超声波检测基础理论的学习，来扩展自己的知识面，了解钢轨探伤的基础知识，加强对探伤设备的理解。
2022/6/23基本概念超声波的基本概念、定义01超声波的特性声速、传播特性02超声波检测仪器、探头、检测方法03钢轨探伤小仪器04目录基本概念无损检测医学检验B超X光片射线检测无损检测（N D T）定义：以不损害被检验对象的使用性能为前提，应用多种物理原理和化学现象，对各种工程材料、零部件、结构件等进行有效性的检验和测试，借以评价他们的连续性、完整性、安全可靠性及某些物理性能。
目的：探测材料表面及内部缺陷，测量工艺参数，表征材料的组织结构、评价物理及力学性能、预测零部件的寿命。
前提：不损害被检验对象的使用性能。
常规检测方法涡流检测超声检测磁粉检测射线检测超声波检测定义：利用超声波在物体中的多种传播特性，例如反射、折射、衍射、散射、衰减、声速等的变化，可以无损的探测到物体的几何尺寸、表面余内部缺陷、显微组织的变化等。
缺陷波声波声波的定义：机械振动源产生振动，并在弹性介质中传播的过程。
次声波：< 20Hz 声 波：20 Hz ~ 20 KHz 超声波：20 KHz ~ 109Hz声波类型按频率不同分为次声波、声波、超声波等。
超声波的特性超声波类型根据波动传播时介质质点的振动方向相对于波的传播方向的不同关系，可将波动分为纵波、横波、表面波、板波等。
纵波定义：介质中质点的振动方向与波的传播方向互相平行的波，称为纵波，用L表示。
能承受拉伸应力或者压缩应力的介质可以传播纵波。
传播介质：固体、液体、气体传播方向横波定义：介质中质点的振动方向与波的传播方向互相垂直的波，称为纵波，用L 表示。
产生横波时质点承受的是剪切应力，只有固体才能承受剪切应力。
传播介质：固体传播方向声速定义：声波在介质中传播的速度，或者说声波在单位时间内传播的距离。
影响因素：弹性模量、密度、温度、应力、均匀性、波形介质纵波横波钢5900m/s3230m/s一般固体中，温度越高，声速越低。
钢轨超声波探伤技术措施探究摘要：超声波探伤技术是目前对金属内部缺陷进行无损检测常用的技术方法,它主要是通过分析超声波在物体内部传播、反射和衰减等物理特性，以判断钢轨等金属表面和内部存在的夹杂、气孔和裂纹等质量缺陷的大小以及大致位置，进而对钢轨的力学性能等进行综合分析。
在超声波探伤检测仪进行钢轨探伤检测的过程中，由于钢轨表面不洁净、探头选用不合理、试块选择和仪器校准不良等原因，对探伤的灵敏度、准确性和稳定性等都会造成一定的影响。
这就需要合理选择探头和试块，确保检测仪检测的准确性。
关键词：超声波探伤；钢轨；检测方法1超声波探伤基本原理超声波探伤是利用超声波的透射和反射原理进行探伤。
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，在超声波探伤中，当发射器发射出的超声波遇到物体有缺陷时，一部分声波会发生反射，接收器接收到反射波后，由系统对反射波进行处理、分析，并在专门的显示器上显示，从而可精确地测出缺陷，并显示出缺陷的位置和大小等。
超声探测利用超声波，也就是频率超过20000Hz的声波，探测试样的声学特征和内部结构，通过观察超声波的传播可以看到，一旦有缺陷，声波就会反弹，用放大器把缺陷放大，就能成功检测出一处缺陷。
它是一种通过测量超声的状况和程度，了解试样的性质和结构变化的技术。
该方法可用于各种钢结构的检查，如铸件、板材、钢轨等。
在铁路中，钢轨的使用量很大，而在长期的负荷下，钢轨必然会出现磨损，这些问题若不能及时、有效地解决，将会在以后的应用中愈演愈烈，从而对工程的整体运行产生很大影响。
因此，必须对轨道的内部结构进行无损检测，如果出现裂纹或其他问题，那么在超声波探测到裂纹的位置后，探针就会利用无损探测技术，将这些信息反馈给送检方，并对其进行及时的处理。
2.探伤仪结构当前我国城市轨道交通对钢轨检测主要使用超声波探伤方法。
