第9讲超声波车轮探伤技术

轮轴超声波探伤的智能化技术浅析摘要:随着高速铁路的快速发展，动车组逐渐取代普通客车。

动车组的运营对轮轴的质量要求也越来越高，轮轴探伤的智能化是目前提高探伤效率和质量的主要手段。

通过分析目前常用的轮轴探伤方法，从硬件、软件两方面介绍智能化技术在轮轴探伤中的应用。

随着我国铁路运营里程的不断增长，动车组在列车中所占比例也越来越大。

作为动车组重要部件之一，轮轴在实际运用过程中经常出现裂纹、烧损等问题，影响动车组的运行安全，给铁路运输造成巨大损失。

因此，为了保障铁路运输安全，轮轴探伤检测显得尤为重要。

超声波探伤是目前用于轮轴检测最常用的方法之一。

关键词:轮轴；超声波探伤；智能化技术目前，铁路轨道交通运输设备的发展主要经历了蒸汽机车、电力机车和动车组三个阶段，从蒸汽机车到电力机车，从电力机车到动车组，铁路装备技术不断发展，我国铁路动车组列车运行速度越来越快、运行里程越来越长，对轮轴质量的要求也越来越高。

超声波探伤作为轮轴无损探伤最常用的方法之一，一直被广泛应用于高速列车轮轴探伤中。

目前在我国铁路上使用的轮轴超声波探伤设备主要有超声波探伤仪和X射线探伤仪两种。

传统的轮轴超声波探伤系统是在人工操作下进行，工作人员需对被检测的轮轴进行逐个检查和探伤，且存在着许多弊端：劳动强度大、工作效率低、人员伤亡风险高、易造成漏检等。

随着技术的发展，智能化技术在轮轴探伤中的应用成为可能，本文重点介绍超声波智能化技术在轮轴探伤中的应用，并对其发展方向进行了展望。

1.轮轴探伤方法超声波探伤是用一种发射频率低于30MHz的超声波，在物体表面或内部进行传播，并能形成回波的一种无损检测方法。

超声波探伤是一种在不接触工件情况下，利用超声波属性对工件内部或表面缺陷进行探伤的技术。

轮轴超声波探伤目前主要采用脉冲反射法。

脉冲反射法是一种常用的轮对超声波探伤技术，通过检测超声波信号的幅值和频率，来识别裂纹等缺陷。

以下是脉冲反射法的基本原理：使用一种特殊的超声波探头进行探伤，该探头在探伤过程中发射超声波信号，并在返回信号中记录幅值和频率等信息。

车辆检测技术——车辆维修探伤技术嘿，朋友们！今天咱们来聊聊车辆维修中至关重要的一环——探伤技术。

这就好比给车辆做一次深入的“体检”，找出那些藏在深处的毛病。

先给大家讲个我亲身经历的事儿。

有一次，我去一家汽修厂，看到一辆外表看起来没啥大问题的小轿车。

车主说开着总觉得不对劲，动力不足还伴有异响。

维修师傅二话不说，拿起探伤设备就开始工作。

我在旁边好奇地看着，只见师傅熟练地操作着仪器，眼睛紧紧盯着显示屏，那专注的神情仿佛能透过金属看到车辆内部的“秘密”。

咱们先来说说这探伤技术到底是啥。

简单来讲，就是利用各种手段，像超声波、磁力、射线等等，来探测车辆零部件内部是否存在缺陷或者损伤。

比如说，车辆在长期行驶中，零部件可能会出现微小的裂纹，如果不及时发现，这些小裂纹可能会逐渐扩大，最终导致严重的故障。

就拿超声波探伤来说吧，它就像是给车辆做 B 超。

仪器发出的超声波在零部件内部传播，遇到缺陷时会反射回来，通过分析这些反射波，就能判断出缺陷的位置、大小和形状。

这可真是神奇得很！磁力探伤呢，则是利用零部件被磁化后，缺陷处磁力线会发生畸变的原理。

维修师傅会在零件表面撒上磁粉，有缺陷的地方磁粉就会聚集，从而显现出缺陷的轮廓。

射线探伤就更厉害了，它能穿透厚厚的金属，就像给车辆拍 X 光片一样。

不过这种方法使用起来比较复杂，而且有一定的辐射，所以不是特别常用。

在实际的车辆维修中，探伤技术可不是随便用用的。

维修师傅得根据车辆的具体情况、零部件的材质和结构，选择合适的探伤方法。

而且，操作探伤设备也需要很高的技术和经验。

我就见过一个新手师傅，因为操作不当，得出了错误的检测结果，差点耽误了车辆的维修。

还有啊，探伤技术也在不断发展和进步。

以前可能有些微小的缺陷很难被检测出来，现在随着技术的提高，越来越多的“隐患”都能被早早发现。

这对于保障我们的行车安全可是太重要了！就像我开头提到的那辆小轿车，经过师傅一番仔细的探伤，终于发现是发动机缸体内部有一条细微的裂纹。

超声波探伤技术研究与应用近年来，随着工业化的加速和机械行业的不断发展，越来越多的设备和机器需要使用高强度、高稳定性的金属材料。

然而，材料的使用寿命也不可避免地会受到各种因素的影响，例如物理损伤、化学腐蚀等等。

为了维护设备的正常工作和人员的安全，必须对这些材料进行周期性的检测和修复。

在这个过程中，超声波探伤技术成为了一种非常重要的手段，它已经广泛应用于航空、汽车、机械等行业中。

那么，什么是超声波探伤技术呢？简单来说，它是利用超声波的传播和反射等物理现象来检测材料中的缺陷和异物的一种技术。

当超声波从探头被传入材料时，会与材料中的缺陷相互作用，然后部分波经过反射返回探头，并被接收器测量。

根据这些数据，可以确定材料中的缺陷或异物的位置、形态、大小等信息。

虽然超声波探伤技术看起来很简单，但是其背后却是十分复杂和深奥的物理原理，需要涉及声学、机械学、电子学等多个学科的知识。

目前，超声波探伤技术已经应用于很多领域，例如：1. 航空航天领域在航空航天领域，超声波探伤技术主要用于对飞机、发动机等关键部件进行无损检测。

比如，超声波探伤技术可以检测飞机机翼中的蜂窝结构，以及发动机叶片中的裂纹、疲劳损伤等问题，确保了飞行安全。

同时，超声波探伤技术还可应用于航天器的材料研究和成形工艺控制。

2. 汽车制造领域在汽车制造领域，超声波探伤技术主要用于车身和引擎中的缺陷检测和质量控制。

例如，超声波探伤技术可以检测车身中的焊点质量、铝合金轮毂中的裂纹、汽车发动机内的缸体质量等问题，保障了汽车的安全和使用寿命。

3. 钢铁行业在钢铁行业中，超声波探伤技术主要应用于钢铁生产线中的材料质量检测。

比如，超声波探测技术可以检测钢板表面和内部的裂纹、气孔、夹杂物等问题，确保了钢铁产品的质量和安全。

当然，在这仅仅是几个应用领域中的例子，超声波探伤技术在工业和科技领域中有着非常广泛的应用。

而随着科技的不断进步和超声波探伤技术的不断创新，相信它的应用领域还会不断拓展和深入。

铁路客车车轮自动在线超声探伤技术研究摘要：介绍机车车辆车轮的常见缺陷类型及常规探伤方法。

针对车轮的周向和径向 2 大类缺陷，通过选择合理的探头位置和尺寸，进行客车车轮自动在线超声探伤方案设计。

设计的客车车轮自动探伤系统，采用钢轨外偏置结构，设置超声探伤单元，开发了多通道超声探伤仪器及检测软件。

系统解决了探伤时没有位置安装超声探头的问题，实现了多路超声探头的激发和回波接收，并且实现了探伤数据处理以及报表生成等功能。

关键词：客车；车轮；缺陷；在线检测；超声波探伤0 引言随着我国铁路客车运营速度的逐步提高，在役客车车轮辋裂、径向开裂等危害性缺陷时有发生，严重危及行车安全，同时也对客车探伤质量和探伤效率提出了更高的要求。

我国客车在 A2 及以上修程中（连续运营里程大于 60 万 km），进行落轮状态下轮辋超声波探伤，该探伤方式检测周期长，车辆解体、落轮程序繁复，整体工作量大。

在此背景下，客车实现在线自动化检测成为十分紧迫的事情。

目前，自动在线超声探伤技术在机车车轮探伤方面应用较多。

探伤时，设备多安装于机务段整备厂中，在机车整备时即可进行一次在线自动超声探伤，检测效率相对较高，而在车辆领域则应用较少。

由于机车车轮与车辆车轮的常见危害性缺陷不同，故进行超声探伤时的关注点也不尽相同，当前的机车自动在线超声探伤技术，并不能完全应用于车辆领域。

2016 年，为提高客车车轮的探伤效率，保障客车车辆安全运营，开展针对客车车轮的自动在线超声探伤技术及装备研究。

1、超声波探伤技术应用的优势超声波探伤技术具有比较强的传播能量的能力，这种性质能够让其在工作的过程当中受到比较小的干扰，有效保障整个检测工作的质量。

比如，在利用探伤法进行铁路机车车轮缺陷检测的过程当中具有着很多优势：首先，在利用这种超声波探伤技术进行检测的时候可以有效地避免超声波的探头与部件直接接触来降低许多铁路机车表面的部件对于整个探测结果的影响，这样能够更好地让超声波在检测的过程当中发射相应的检测信号，提高信号接收的稳定性。

重庆车辆段作业标准CL-J.KD.03.试行版轮对车轴手工超声波探伤作业指导书编制：审核：批准：重庆车辆段轮对及轴箱装置检修作业指导书编号：CL-J.KD.03.试行版版本：A0-2015类别：A2修系统：轮对及轴箱装置部件：轮对轮对车轴手工超声波探伤作业指导书适用车型：22、25B、25G、19K 、25K人员工种：探伤工作业时间：8～10分钟/对工装工具：1. NDC-1多通道手工超探仪、RD3A半轴实物试块2. Q9-Q9探头线、2.0MHZΦ20mm直探头、2.5MHZ K1.0 K1.2、K1.7斜探头、2.5MHZ短前沿K1.3探头、专用转轮器3. 计算器、钢直尺、卡尺、试电笔、签字笔、“TC”标记模板4. TS-3试块、TZS-R80试块、工具小车、打印机作业材料：机油、扁毛刷、小塑料桶粉笔、檫机布、白喷漆作业场所：轮对探伤流水线环境要求：远离潮湿、粉尘场所，通风良好，照度适中，室温10℃～30℃操作规程：编制依据：1. 《中国铁路总公司铁路客车轮轴组装检修及管理规则》［铁总运〔2013〕191号］安全防护及注意事项：警告——1.职工劳动保护着装规范，穿劳保皮鞋，防止滑倒受伤。

序号作业项目工装工具及材料作业程序和标准作业图示1 工前准备工具：NDC-1多通道手工超探仪、RD3A半轴实物试块、Q9-Q9探头线、2.0MHZΦ20mm直探头、2.5MHZ K1.0、K1.2、K1.7斜探头、2.5MHZ短前沿K1.3探头、计算器、钢直尺、试电笔、签字笔、“TC”标记模板、TS-3试块、TZS-R80试块、工具小车、打印机材料：机油、扁毛刷、小塑料桶、粉笔、檫机布、专用转轮器、卡尺、白喷漆1.1 确认探伤工具及材料齐全，状态良好，测量工具在计量有效期内。

[图1][图2]图1 工具图2 材料序号作业项目工装工具及材料作业程序和标准作业图示3 性能校验工具：NDC-1多通道手工超探仪、RD3A半轴实物试块、Q9-Q9探头线、2.0MHZΦ20mm直探头、2.5MHZ K1.0K1.2K1.7斜探头、2.5MHZ短前沿K1.3探头、试电笔、TS-3试块、TZS-R80试块、工具小车、打印机材料：机油、扁毛刷、小塑料桶3 每班开工性能校验每班开工时，应首先进行日常性能校验，由探伤工、探伤工长、质检员、验收员和设备维修工共同参加。

超声波探伤仪在车轮缺陷的应用
数字超声波探伤仪在车轮缺陷检测中的应用，轮对是车辆走行部中重要的部件之一，对车辆轮对的检测并准确地判断其缺陷位置一直是铁道运输部门非常重视的问题。

采用数字超声波探伤仪，实现轮对踏面的缺陷检测，包括：踏面剥离及剥离前期检测；踏面表面及近表面裂纹检测。

超声波探伤仪系统利用超声表面波的脉冲反射原理进行缺陷检测。

当轮对沿钢轨运行到探头位置，轮对踏面接触探头的瞬间，EMAT(电磁超声探伤技术)在车轮踏面表面及近表面激发出电磁超声表面波脉冲，超声表面波将沿踏面表面及近表面圆周以很小的损耗传播。

超声表面波在踏面双向传播(顺时针和逆时针)，沿车轮表面及近表面传播1周后回到探头位置，EMAT探头检测到返回的超声表面波后形成第1次周期回波；未衰减的超声波继续沿踏面传播，依次形成第2次、第3次周期回波，直到能量衰减到设备无法检测为止。

当车轮踏面表面及近表面有裂纹或剥离等缺陷存在时，超声波在缺陷端面处一部分能量被反射，沿原传播路径返回并被探头检测到，形成缺陷回波；另一部分能量绕过缺陷端面继续传播，形成周期性回波。

通过正常的周期回波(RT)与缺陷回波(E)的对比分析，可以定性分析当前轮对的踏面缺陷状况。

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数字超声波探伤仪
1。

机车车轮超声检测标准概述说明以及解释1. 引言1.1 概述机车车轮超声检测是一项非破坏性测试技术，通过使用超声波传感器对机车车轮进行检测。

该技术具有高效、准确和可靠的特点，可以帮助及时发现车轮表面和内部的缺陷、裂纹或其他损伤，以保障行车安全和延长机车使用寿命。

1.2 背景和重要性机车作为重要的交通工具之一，在运营过程中承受着巨大的压力和振动力。

由于常受到各种外部因素的影响，包括高强度载荷、长时间运行等，机车车轮很容易产生疲劳损伤和缺陷。

这些损伤如果不及时发现和修复，可能会导致严重事故甚至人员伤亡。

因此，机车车轮超声检测技术的应用变得尤为重要。

它可以通过对车轮材料中不同介质界面反射超声波信号的接收与分析,实现遴选判断其物理状态；且利用先进的数据分析算法来解释这些获取到的反射信号，以便识别并评估车轮缺陷的尺寸、性质和位置。

这种非破坏性的检测方式比传统的目视检查更加可靠和精准。

1.3 目的本文旨在全面介绍机车车轮超声检测技术，包括其工作原理、应用领域和发展历程。

同时，对相关的超声检测标准进行概述，并解释其中的内容梳理及检测流程步骤。

此外，文章还将分析机车车轮超声检测的实际结果，并分享一些应用案例。

最后，总结出该技术的主要结论，并展望其未来的发展前景。

通过本文的阐述，期望读者能对机车车轮超声检测有一个全面而深入的了解，并认识到其在提升交通运输安全方面所起到的重要作用。

2. 机车车轮超声检测技术概述2.1 工作原理机车车轮超声检测技术是一种非破坏性检测方法，通过利用超声波在物体中传播的特性来检测和评估机车车轮的质量和结构状况。

这种技术主要基于超声波在物体中的传播速度和反射特性进行分析，从而得出车轮内部存在的缺陷或异常情况。

超声波通过机车车轮时，会遇到不同材料界面的反射和折射。

当存在缺陷或异常部位时，超声波的传播路径可能发生变化，如遇到裂纹、气孔、夹杂物等，会导致能量发生衰减、散射、反射或折射。

借助专用设备将超声信号发送至机车车轮，并接收从不同部位返回的信号以及其它散射信号。