一種金屬磁記憶鋼軌焊縫檢測裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于無縫鋼軌探傷車技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種利用金屬磁記憶來對鋼軌焊縫的探傷的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]自改革開放以來，隨著中國經(jīng)濟(jì)的高速增長，全國各地的經(jīng)濟(jì)聯(lián)系越來越緊密，各地間的經(jīng)濟(jì)來往也越來越頻繁，這對我國的交通運(yùn)輸業(yè)提出了越來越高的要求。在交通運(yùn)輸行業(yè)中，從單位運(yùn)量的能源消耗、對環(huán)境資源的占有、對環(huán)境質(zhì)量的保護(hù)、對自然環(huán)境的適應(yīng)及運(yùn)營安全等方面考慮，軌道交通運(yùn)輸具有明顯的優(yōu)勢。為了適應(yīng)我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求，目前，我國軌道交通正處于一個欣欣向榮、突飛猛進(jìn)的時期。而我國鐵路無縫線路鋪設(shè)的長鋼軌，主要是采用接觸焊、氣壓焊和鋁熱焊等三種不同的形式焊接而成。然而近年來，在鐵路發(fā)生的斷軌事故中，有近2/3的斷軌事故是發(fā)生在焊縫及熱影響區(qū)部位，鋼軌焊縫探傷已經(jīng)引起探傷人員足夠的重視。由于鋼軌的化學(xué)成分不同以及焊接規(guī)范等原因，鋼軌焊縫探傷遠(yuǎn)比普通鋼軌探傷困難，一是所用設(shè)備和方法都有實質(zhì)上的差別，而且焊縫探傷分布在整個斷面上；二是焊縫的缺陷情況十分復(fù)雜，有光斑、灰斑、過燒、夾渣、氣孔、疏松等，他們有的是體積狀的，有的是面積狀的，有些是在焊接過程中形成的，有些則是在使用中產(chǎn)生的，缺陷形狀各異，極難分辨檢測。在鐵路的長期運(yùn)行過程中，這些缺陷逐漸擴(kuò)大，其結(jié)果必然會導(dǎo)致鋼軌使用壽命縮短，降低安全可靠性，最后導(dǎo)致斷裂事故發(fā)生。因此，如何及早發(fā)現(xiàn)鋼軌焊縫傷損并采取適合的探傷方法，已成為維修養(yǎng)護(hù)單位的重要任務(wù)和研宄課題。
[0003]現(xiàn)有的焊縫探傷方法主要是超聲波探傷。超聲波探傷法具體有分單探頭反射法、串列式探傷法、陣列式探傷法、K式探傷法等。但實際上超聲波探傷在焊縫探傷的應(yīng)用中也存在著不利的一面，如由于焊縫表面有咬邊、較大的隆起、凹陷以及結(jié)構(gòu)形式特別而產(chǎn)生的一些偽缺陷波(假訊號)，不僅影響超聲波探傷的實施，而且對超聲波探傷結(jié)果的判斷有直接的影響，很可能造成誤判和錯判。并且超聲波探傷時，由于焊縫表面反射波的干擾及超聲波探傷局限性的限制，表面和近表面缺陷往往容易漏檢。比如焊縫表面有余高，它的形狀、高度和寬度，焊接接頭錯邊及焊縫表面外接結(jié)構(gòu)等等，都可能使超聲波探傷的應(yīng)用受到限制或直接導(dǎo)致探傷結(jié)果判斷錯誤。
[0004]因此本實用新型采用一種新的金屬無損檢測技術(shù)一一金屬磁記憶檢測，該方法無需對被測對象表面進(jìn)行專門處理，無需專門的磁化裝置。
[0005]20世紀(jì)90年代，俄羅斯Doubov教授率先提出金屬磁記憶理論。金屬磁記憶檢測技術(shù)利用處于地球磁場中的鐵磁性金屬的磁性能在應(yīng)力和變形集中區(qū)內(nèi)產(chǎn)生不可逆變化，在金屬與空氣邊界出現(xiàn)磁導(dǎo)率躍變，其表面產(chǎn)生漏磁場便可無損、快速、便捷、準(zhǔn)確地確定鐵磁性金屬結(jié)構(gòu)上的應(yīng)力集中和變形區(qū)，從而進(jìn)行強(qiáng)度和壽命的診斷。因此，與傳統(tǒng)的無損檢測方法相比，金屬磁記憶檢測技術(shù)不僅能夠檢測出鐵磁材料的塑形變形及宏觀裂紋，更能有效檢測鐵磁材料早期應(yīng)力集中的危險區(qū)域，并提供較其它無損檢測方法更為全面的診斷信息，具有能夠揭示材料內(nèi)部應(yīng)力集中區(qū)及其應(yīng)力集中程度，繼而能夠確定焊接裂紋的存在或者裂紋可能失穩(wěn)的危險區(qū)域。這種新的檢測技術(shù)能夠?qū)附咏Y(jié)構(gòu)中的微觀缺陷進(jìn)行早期診斷，防止突發(fā)性破壞事故的發(fā)生，克服了傳統(tǒng)的無損檢測方法的不足。這無疑是對金屬構(gòu)件進(jìn)行早期診斷的一種新的無損檢測方法。
[0006]根據(jù)金屬磁記憶檢測鋼軌的時間段不同，可分為早期診斷和中后期診斷。早期診斷主要由于鋼軌焊縫焊接技術(shù)與方法導(dǎo)致各種各樣的焊縫缺陷。焊縫缺陷有些是體積狀或點狀的，如氣孔、疏松、過燒和夾渣等；有些則是平面狀的，如光斑、灰斑、疲勞裂紋和未焊合等。平面狀缺陷十分危險，它不僅減小了鋼軌的有效截面，而且還可造成應(yīng)力集中，甚至導(dǎo)致焊縫拉開或鋼軌斷裂。而且在鋼軌內(nèi)部，各種不均勻性(如含有夾雜或缺陷等)往往是應(yīng)力集中的部位。而應(yīng)力集中將使鋼軌該部位在地磁環(huán)境中表現(xiàn)為局部的磁場異常，形成所謂的“漏磁場”。因此，可通過磁場測量檢測出應(yīng)力集中部位。通過對漏磁場的測定，可準(zhǔn)確的推斷鋼軌的應(yīng)力集中區(qū)，且我們可通過檢測出的應(yīng)力集中區(qū)的分析，有效的判斷出該缺陷對鋼軌的破壞程度并采取有效措施。這非常有利于鋼軌焊縫缺陷的早期檢測與預(yù)防。
[0007]在中后期診斷時，一方面由于鋼軌長時間的受車輪的碾壓，早期存在的不顯著的初始缺陷不斷的擴(kuò)大，趨于嚴(yán)重，如焊縫不斷拉開，鋼軌趨于斷裂。同時，在車輪的不斷碾壓下，焊接接頭頂面容易被磨損而形成低塌接頭，從而導(dǎo)致接頭凹凸不平順。焊接接頭的不平順破壞了軌道的平順性，當(dāng)列車高速通過的時候，接頭不平順會導(dǎo)致巨大的輪軌動力沖擊，造成鋼軌接頭應(yīng)力急劇增大，軌腰和軌底的連接處是應(yīng)力集中的區(qū)域，這個地方最容易形成材料疲勞從而造成裂縫。而金屬磁記憶檢測，可對每一階段的鋼軌進(jìn)行全方位的缺陷檢查，對鋼軌的焊縫缺陷的發(fā)展有一個全程監(jiān)測，并同時能得到較為全面的缺陷反饋的數(shù)據(jù)，這在當(dāng)下及以后分析并判斷鋼軌缺陷時有很大的參考比對價值。通過對鋼軌檢測的全方位檢測，我們能夠?qū)崟r把握掌控鋼軌的服役健康狀況，能夠在鋼軌出現(xiàn)非正常工作狀況前及時采取預(yù)防和補(bǔ)救措施，從而保證行車安全。
[0008]金屬磁記憶檢測技術(shù)在檢測鋼軌焊縫中體現(xiàn)了如下4個優(yōu)點:1.鋼軌應(yīng)力集中區(qū)是未知的，可以在檢測中準(zhǔn)確的測出。2.金屬磁記憶檢測過程中不需要做人工磁化，因為它利用的是共建制造和使用過程中形成的天然磁化強(qiáng)度。3.金屬磁記憶檢測時不需要對被測金屬表面作專門的清理。4.與傳統(tǒng)的射線、超聲、壓力應(yīng)變片檢測相比，金屬磁記憶檢測能夠靈敏地檢測出鋼軌瀕臨損傷的狀態(tài)，在應(yīng)力-應(yīng)變狀態(tài)與鋼軌焊縫強(qiáng)度及鋼軌壽命預(yù)測方面有更為全面和獨(dú)到的能力。
[0009]所以，金屬磁記憶檢測技術(shù)在檢測鋼軌焊縫方面具有廣闊的應(yīng)用前景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]為了提高國內(nèi)鐵路鋼軌的安全檢測技術(shù)水平，及時有效防止因鐵軌焊縫傷損引發(fā)的安全事故。本實用新型提供一種金屬磁記憶鋼軌焊縫探傷裝置，本實用新型能夠人工控制長距離自動在鋼軌上進(jìn)行焊縫傷損檢測并記錄分析數(shù)據(jù)。無論是無縫鐵路還是有縫鐵路，鋼軌傷損主要發(fā)生在軌頭，均占傷損總數(shù)一半以上。在鋼軌焊接軌頭存在不平順的情況下，受到的輪軌動力沖擊造成鋼軌軌頭應(yīng)力急劇增大，軌腰和軌底連接處是應(yīng)力集中的區(qū)域，這個地方最容易形成材料疲勞，造成裂縫最終引起斷裂。所以本實用新型主要用于檢測鋼軌的軌頭及軌腰和軌底連接處。
[0011]為了可以達(dá)到上述目的，本實用新型提供如下技術(shù)方案:一種金屬磁記憶鋼軌焊縫檢測裝置，它包括探傷小車和手持終端；其中，所述探傷小車由車身、兩個主動行程車輪、兩個從動行程車輪、探頭固定桿、兩個探測車輪、若干測磁傳感器、第一探頭軌道、第二探頭軌道、第一電機(jī)、第二電機(jī)以及四個輔助車輪組成。
[0012]所述第一探頭軌道和第二探頭軌道結(jié)構(gòu)相同、反向放置且緊貼鋼軌，它們的橫截面均為L型；車身搭設(shè)在第一探頭軌道和第二探頭軌道上，并與第一探頭軌道和第二探頭軌道可拆卸連接。
[0013]在第一探頭軌道對應(yīng)軌頭的下方設(shè)有兩個主動行程車輪，所述主動行程車輪上裝有行程傳感器和測速儀，記錄小車的即時路程和即時速度；所述兩個主動行程車