[實用新型]一種金屬磁記憶鋼軌焊縫檢測裝置

有效

• 申請號: 201420692538.9
• 申請日: 2014-11-18
• 公開（公告）號: CN204594929U
• 公開（公告）日: 2015-08-26
• 發明（設計）人: 包勝;張達;付美禮;顧益斌;胡盛楠
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01N27/83
• 分類號: G01N27/83
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 邱啟旺

技術領域

????本實用新型屬于無縫鋼軌探傷車技術領域，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

自改革開放以來，隨著中國經濟的高速增長，全國各地的經濟聯系越來越緊密，各地間的經濟來往也越來越頻繁，這對我國的交通運輸業提出了越來越高的要求。在交通運輸行業中，從單位運量的能源消耗、對環境資源的占有、對環境質量的保護、對自然環境的適應及運營安全等方面考慮，軌道交通運輸具有明顯的優勢。為了適應我國經濟發展的要求，目前，我國軌道交通正處于一個欣欣向榮、突飛猛進的時期。而我國鐵路無縫線路鋪設的長鋼軌，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，在鐵路發生的斷軌事故中，有近2/3的斷軌事故是發生在焊縫及熱影響區部位，鋼軌焊縫探傷已經引起探傷人員足夠的重視。由于鋼軌的化學成分不同以及焊接規范等原因，鋼軌焊縫探傷遠比普通鋼軌探傷困難，一是所用設備和方法都有實質上的差別，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生的，缺陷形狀各異，極難分辨檢測。在鐵路的長期運行過程中，這些缺陷逐漸擴大，其結果必然會導致鋼軌使用壽命縮短，降低安全可靠性，最后導致斷裂事故發生。因此，如何及早發現鋼軌焊縫傷損并采取適合的探傷方法，已成為維修養護單位的重要任務和研究課題。

現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、凹陷以及結構形式特別而產生的一些偽缺陷波（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構等等，都可能使超聲波探傷的應用受到限制或直接導致探傷結果判斷錯誤。

因此本實用新型采用一種新的金屬無損檢測技術——金屬磁記憶檢測，該方法無需對被測對象表面進行專門處理，無需專門的磁化裝置。

20世紀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利用處于地球磁場中的鐵磁性金屬的磁性能在應力和變形集中區內產生不可逆變化，在金屬與空氣邊界出現磁導率躍變，其表面產生漏磁場便可無損、快速、便捷、準確地確定鐵磁性金屬結構上的應力集中和變形區，從而進行強度和壽命的診斷。因此，與傳統的無損檢測方法相比，金屬磁記憶檢測技術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力集中的危險區域，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部應力集中區及其應力集中程度，繼而能夠確定焊接裂紋的存在或者裂紋可能失穩的危險區域。這種新的檢測技術能夠對焊接結構中的微觀缺陷進行早期診斷，防止突發性破壞事故的發生，克服了傳統的無損檢測方法的不足。這無疑是對金屬構件進行早期診斷的一種新的無損檢測方法。

根據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與方法導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,而且還可造成應力集中，甚至導致焊縫拉開或鋼軌斷裂。而且在鋼軌內部，各種不均勻性（如含有夾雜或缺陷等）往往是應力集中的部位。而應力集中將使鋼軌該部位在地磁環境中表現為局部的磁場異常，形成所謂的“漏磁場”。因此，可通過磁場測量檢測出應力集中部位。通過對漏磁場的測定，可準確的推斷鋼軌的應力集中區，且我們可通過檢測出的應力集中區的分析，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防。