2017无损探伤技术论文(2)

　　2017无损探伤技术论文篇二

　　高铁产品生产中的无损探伤技术

　　摘 要：本文以作者参与设计的京沪高铁牵引变流器为例，主要阐述了无损探伤在铁路产品生产过程中的重要性及几种无损探伤方法的比较。

　　关键词：无损探伤，高铁产品，牵引变流器

　　一 前言

　　随着近年来中国高速铁路的迅猛发展以及最近几年火车安全事故的时有发生，铁道部对本来已经严格要求的铁路产品质量又增加了控制的力度。本文以作者从事设计的京沪高铁牵引变流器为切入点，以理论和实际相结合，来分析一下高铁产品钣金件无损探伤的重要性及方法。

　　无损探伤是在不损坏工件或原材料工作状态的前提下，对被检验部件的表面和内部质量进行检查的一种测试手段，近年来在铁路行业广泛使用。铁道部曾在1987年颁布《铁道部关于铁路机车零、部件无损探伤规则》，其中就对无损探伤的重要性，无损探伤人员的技术资格以及无损探伤的技术标准作了明确的规定。之后，铁道部又相继颁布了针对各零部件的无损探伤的详细标准，为铁路产品的生产及检测提供了有力的理论依据。

　　二 无损探伤在铁路产品生产中的应用

　　(一) 无损检测的应用对象分析

　　无损探伤针对铁路产品的结构损伤，大致可以分为以下几种：1，金属原材料在生产过程中所产生的内部疏松。例如铸件内部的气孔和裂缝，热压板内部的砂眼和线型缺陷等。2，生产及运输过程中发生碰撞，导致金属表面产生凹坑及划伤。3，零部件长期存放及存放环境恶劣所造成的表面生锈及腐蚀。

　　在我司京沪高铁牵引变流器的生产中，主要出现的问题是第一种情况。京沪高铁牵引变流器重达2.2吨，依靠四个吊梁悬挂在车厢底部。长期承受其自身重力及机车高速行驶所产生的交变冲击力，因此这四个吊梁作用及其重要。吊梁的材质为热压板，为了保证每个吊梁符合要求，在生产之前，对每个吊梁进行100%的UT检测和10%的PT或者MT抽检，发现不合格品，马上废弃。

　　(二) 无损探伤的方法及应用

　　常用的无损探伤有磁粉探伤(Magnetic particle Testing缩写MT)，渗透探伤(Penetrant Testing 缩写PT)，超声波探伤(Ultrasonic Testing 缩写UT)，涡流探伤(Eddy current Testing 缩写ET)，射线探伤(Radiographic Testing 缩写RT)。每种探伤方法各有侧重又互为补充。

　　1. 磁粉探伤用于检查铁磁性材料零部件的表面和近表面缺陷，例如车辆的车轴、车轮、滚动轴承等。

　　2. 渗透探伤用于检查非松孔性材料的表面开口缺陷，由于渗透探伤设备简单，灵敏度高等特点，被广泛应用于各种零部件的探伤中。例如在牵引变流器吊梁的生产中，经常使用渗透探伤来确定吊梁表面是否存在缺陷，以及确定缺陷的大小及形状。

　　3. 超声波探伤几乎可以检查所有铁路产品零部件的内部缺陷，例如钢轨，车轮，轮毂等。在牵引变流器吊梁的生产中，就主要依靠超声波探伤来判定吊梁的合格与否，要求所有吊梁100%检测。

　　4. 涡流探伤用于检查导电材料表面和近表面缺陷，例如铁道车辆用滚动轴承滚子。

　　5. 射线探伤可以用于检查铁路产品零部件的内部缺陷，由于射线探伤受场地、防护、设备投资等因素制约，因此国内很多公司大多未开展此项业务。

　　其中五种探伤方法的优缺点对比如下:

　　1. 磁粉探伤磁粉检测具有下列优点：(1) 能直观的显示出缺陷的位置、大小、形状和严重成都，并可大致确定缺陷的性质。(2) 具有很高的检测灵敏度，能检测出微米级宽度的缺陷。(3) 能检测出铁磁性材料工件表面和近表面的开口与不开口的缺陷。(4) 综合使用多种磁化方法，几乎不受工件大小和几何形状的影响，能检测出工件各个方向的缺陷。(5) 检查缺陷的重复性好。(6) 单个工件检测速度快，工艺简单，成本低，污染轻。(7) 磁粉探伤-橡胶铸型法，可间断检测小孔内壁早期疲劳裂纹的产生和扩展速度。磁粉检测的局限性如下：(1) 只能检测铁磁性材料。(3) 只能检测工件表面和近表面缺陷。(3) 受工件几何形状影响会产生非相关显示。(4) 通电法和触头法磁化时，易产生打火烧伤。

　　2. 渗透探伤渗透检验的优点：(1) 不受被检试样的几何形状、尺寸大小、化学成分、内部结构和缺陷方位的限制。(2) 不需要特别昂贵和复杂的电子设备和器械。(3) 速度快，操作简便，可进行批量检验。(4) 检验人员经过较短时间的培训和实践即可进行检验工作。(5) 缺陷显示直观，检验灵敏度高。渗透检验的局限性：(1) 只能检验出试件开口于表面的缺陷，不能显示缺陷的深度以及内部的形状和大小。(2) 无法检测多孔材料。(3) 难以定量的控制检验操作程序，检验效果依赖人员的经验和态度。(4) 荧光法检验时，需要配备荧光灯和黑暗的工作环境。

　　3. 超声波探伤超声波探伤的优点：(1) 作用于材料的强度低，远低于材料的弹性极限。(2) 可以用于金属 非金属 复合材料试件的检验。(3) 比较其它检验方法，在判断缺陷的大小、位置、取向、深度、性质具有综合优势。(4) 仅需从一侧接近试件。(5) 设备轻便，对人体无伤害。(6) 相关检验数据可以自动储存。超声波探伤局限性：(1) 对材料及制件缺陷左精确的定性定量需要做深入的研究。(2) 需要使用耦合剂。(3) 对试件的形状的复杂性有一定的限制。

　　4. 涡流探伤涡流探伤的主要优点：(1) 检测速度快，线圈与试件不直接接触，无需耦合剂。

　　涡流探伤的缺点：(1) 只限于导电材料，对形状复杂试件难以进行检验，而且只能检查薄试件或厚试件的表面、近表面部位。(2) 检验结果不直观，对缺陷的判断依赖于操作人员的专业水平。

　　5. 射线探伤射线探伤的优点: (1) 有永久性记录。(2) 检测结果直接，且可以对大多数的不连续性进行简单可行的标识和区分。射线探伤的缺点：(1) X、γ射线对人体有害。(2) 使用时需要较多的辅助设备，如：放射线计量笔、胶片、增感屏、签字字母和数字、像质计等。(3) 探伤区域不得有无关人员进入(必须划定曝光工作区域)。(4) 焊接接头两侧要留有足够的操作空间。(5) 评片人员要具备一定的技能。(6) 不能立即得到探伤结果。(7) 不连续性深度测定比较困难等。

　　三无损探伤在铁路产品生产中的作用

　　(一) 由于无损探伤在人员、设备、技术成熟等方面日趋完善，利用无损探伤完全可以在生产过程中有效检查出零部件的缺陷，对于发现不符合标准的零部件，坚决弃用。

　　(二) 无损探伤为某些高铁零部件的监控使用提供了可能，对于在生产过程中发现的存在缺陷的零部件，虽然存在缺陷，但达不到判费标准。

　　(三) 无损探伤在铁路产品生产过程中的成熟应用，为高铁在运行过程中的即位检查维修变得可能，也就是无损探伤的大部分工作可以在列车结构件未拆下状态进行检查，这样一方面节省了维修时间和成本，另一方面为整个维修工艺方案的革新改进提出了某些依据

　　参考文献

　　[1] 铁道部：铁道部关于铁路机车零、部件无损探伤规则，铁机〔1987〕628号。

　　[2] 王升贵、刘尹霞：超声波传感器在无损探伤中的应用，科技信息，2007，(13)

　　
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