超聲探傷技術(shù)在無(wú)損檢測中的應用

2 超聲探傷技術(shù)在無(wú)損檢測中的應用
2．1 機車(chē)檢測方面的應用
2．1．1 在高速鋼軌檢測中的應用
我國鐵路運營(yíng)線(xiàn)路近七萬(wàn)公里，而且鐵路正在向高速、重載的方向發(fā)展。超期服役的鋼軌數量很大，線(xiàn)路上的鋼軌在承擔繁重的運輸任務(wù)過(guò)程中，不免要產(chǎn)生各種肉眼能看見(jiàn)及看不見(jiàn)的損傷如側磨、軌頭壓潰、剝離掉塊、銹蝕、核傷、水平裂紋、垂直裂紋、周邊裂紋等。

如圖3所示，當被檢鋼軌內部有一個(gè)裂紋缺陷(或其他缺陷)，將超聲波探頭放在被檢鋼軌的某一表面部位(該面稱(chēng)作探傷面、檢測面)，探頭向被檢鋼軌發(fā)射超聲波信號，超聲波穿過(guò)界面進(jìn)入被檢鋼軌內部，在遇到缺陷和兩介質(zhì)的界面時(shí)都會(huì )有反射，反射信號被探頭接收后，通過(guò)探傷儀內部的電路轉換，就可以把缺陷信號和底波信號形象地顯示出來(lái)，如圖4所示。根據超聲波的聲程推算，就可以輕易地將缺陷信號和底波信號區分開(kāi)，然后通過(guò)超聲波試塊進(jìn)行定標，就可以實(shí)現對鋼軌缺陷的定位和定量。

2．1．2 在車(chē)輪缺陷檢測中的應用
輪對是車(chē)輛走行部中最重要的部件之一，對軌道車(chē)輛輪對的檢測并準確地判斷其缺陷位置一直是鐵道運輸部門(mén)非常重視的問(wèn)題。該系統采用電磁超聲探傷技術(shù)，實(shí)現輪對踏面的缺陷檢測，包括：踏面剝離及剝離前期檢測；踏面表面及近表面裂紋檢測。
電磁超聲探傷系統利用超聲表面波的脈沖反射原理進(jìn)行缺陷檢測。當輪對沿鋼軌運行到探頭位置，輪對踏面接觸探頭的瞬間，EMAT(電磁超聲探傷技術(shù))在車(chē)輪踏面表面及近表面激發(fā)出電磁超聲表面波脈沖，超聲表面波將沿踏面表面及近表面圓周以很小的損耗傳播。如圖5所示，超聲表面波在踏面雙向傳播(順時(shí)針和逆時(shí)針)，沿車(chē)輪表面及近表面傳播1周后回到探頭位置，EMAT探頭檢測到返回的超聲表面波后形成第1次周期回波(圖5中RT波)；未衰減的超聲波繼續沿踏面傳播，依次形成第2次、第3次周期回波，……，直到能量衰減到設備無(wú)法檢測為止。

當車(chē)輪踏面表面及近表面有裂紋或剝離等缺陷存在時(shí)，超聲波在缺陷端面處一部分能量被反射，沿原傳播路徑返回并被探頭檢測到，形成缺陷回波(圖6中E波)；另一部分能量繞過(guò)缺陷端面繼續傳播，形成周期性回波(圖6中RT波)。通過(guò)正常的周期回波(RT)與缺陷回波(E)的對比分析，可以定性分析當前輪對的踏面缺陷狀況。