道岔尖轨伤损无损监测系统方案论述

本文在分析道岔尖轨结构和既有钢轨伤损检测技术的基础上,提出了道岔尖轨伤损的无损监测方案,设计了道岔尖轨伤损无损监测系统的结构和功能,进行了试验测试。现场试验证明,该系统运行稳定,能够有效地在线监测尖轨的运行状态,现场使用获得良好的效果。     

国内首台新型相控阵钢轨探伤车进入调试阶段

正【本刊讯】近日,国内首台GTC-80型相控阵钢轨探伤车正式落户国家能源集团新朔铁路,在大准线薛家湾站开始进入全面调试阶段。GTC-80型相控阵钢轨探伤车使用先进的探伤仪器设备和微机处理系统,对钢轨伤损的类型、位置、程度以及累计变化进行自动检测、分析、显示、记录和打印。车上还装有钢轨轮廓检测系统和轨道状态巡检系统等检测设备,能对有关参数进行精确测量,     

钢轨缺陷无损检测与评估技术综述

钢轨缺陷的检测对于保障铁路安全具有重要的意义。在研究钢轨无损检测与评估技术的背景下,对国内外采用的钢轨缺陷检测方法进行了全面的综述,包括物理检测方法和机器视觉检测方法。阐述并分析了钢轨缺陷评估方法在机器视觉方面的应用情况,同时对所采用的钢轨无损检测与评估技术进行对比,论述和总结了包括射线检测在内的物理检测及包括图像处理在内的机器视觉检测两类检测方法的差异性。分析和研讨了现代无损检测与评估技术及其在发展中涉及的相关技术问题,并对钢轨缺陷无损检测与评估技术的未来发展给出设想。     

钢轨漏磁检测仿真分析及试验研究

为保障高速铁路的行车安全,针对现有高速铁路钢轨轨面伤损检测的需求,设计了一种携带有漏磁检测装置的钢轨探伤小车,并分析了钢轨探伤小车的结构组成和漏磁检测装置的检测原理。同时,在有限元分析软件 ＡＮＳＹＳ中建立了钢轨轨面漏磁检测的三维有限元模型,针对钢轨轨面主要的裂纹类和圆柱形缺陷,在软件中进行了钢轨缺陷的漏磁场特征仿真分析。通过计算分析,得出钢轨缺陷漏磁检测信号与传感器提离值、裂纹类缺陷长度、裂纹类缺陷深度、圆柱形缺陷直径、圆柱形缺陷深度的对应变化关系。最后,通过制备人工裂纹类和圆柱形钢轨缺陷,搭建起钢轨漏磁检测的试验平台,通过漏磁检测试验,验证了软件仿真结果的正确性。     

钢轨踏面斜裂纹超声表面波B扫成像检测研究

由滚动接触疲劳引起的钢轨踏面斜裂纹已成为目前高速铁路在役钢轨无损检测中的重要问题,现有的铁路钢轨超声探伤车(仪)难以检测此类缺陷。采用低频超声表面波方法,沿钢轨长度方向对钢轨踏面斜裂纹进行B扫成像检测。由于钢轨轨头为带圆弧边的矩形截面,在钢轨表面激发和传播的低频表面波已不再是经典的Rayleigh波,而是一类导波,导波的多模式对表面波成像检测形成了干扰。为减小干扰,将空间平均技术应用于钢轨踏面斜裂纹的表面波B扫成像。对人工缺陷试块和钢轨试样的B扫成像实验结果表明,利用空间平均技术能有效的抑制此类干扰,提高信噪比,可对钢轨踏面斜裂纹作快速检测和定位。     

基于巡检机器人的电网覆冰输电线路状态智能监测技术

传统的电网覆冰输电线路状态智能监测技术监测范围较小,在极寒条件下,由于风降雪,冰面造成的反光等因素,导致监测到的结果可靠性大大降低。为了解决上述问题,引用巡检机器人研究了一种新的电网覆冰输电线路状态智能监测技术,采用图像分析法对输电线路的状态特征进行提取,主要提取的特征包括输电线路局部状态特征、输电线路覆冰厚度的状态特征,在完成特征提取后,对状态进行检测,使用多点容量进行电网覆冰输电线路覆冰广域监测。通过对比实验验证技术效果,结果表明,基于巡检机器人的电网覆冰输电线路状态智能监测技术可以实现大范围实时检测,并且提高了检测结果的稳定性,得到更加精准的检测结果。     

钢轨磨损特性试验研究及分级使用建议

由于重载铁路与高速铁路的损伤形式不同,分别表现为磨损与疲劳两种形式,故钢轨选材的技术要求也是不相同的.针对我国目前使用的钢轨材料,通过大型模拟试验,系统研究在不同钢轨材料在不同线路环境上的伤损情况及规律,通过全面考虑钢轨磨损与疲劳裂纹之间的平衡, 确定不同线路运输条件下的最佳钢轨材料,建立钢轨的分级使用制度,达到从源头上防治钢轨伤损的目的,指导我国铁路钢轨材料的选用.     

基于数字图像处理和特征提取的钢轨表面缺陷识别方法

设计了一种基于图像特征分析的钢轨表面缺陷识别方法,运用快速数字图像处理技术可实现钢轨表面裂缝和剥离掉块缺陷的提取,该识别方法通过对采样图像使用高低帽变换进行图像增强,再进行高斯平滑消除毛刺,最后采用阈值处理及边界抑制来提取出缺陷信息。研究了钢轨伤损评价及信息表达方法,可将缺陷信息以曲线的形式表示出来。为验证所设计方法的有效性,设计了模拟实验装置,用工业线阵CCD摄像机获取钢轨样品运动时检测的图像,进行缺陷识别处理,实验表明,系统输出曲线能够明确反映损伤的程度及其位置信息。     

新型油液在线监测集成装置

油液在线监测是目前装备润滑磨损状态监测技术发展的重要方向,而监测仪器的开发是这一监测诊断技术研究热点。针对现代远洋船舶流动性工作特点及机械润滑磨损状态监测实时性要求,开发一套集油液磨粒监测和黏度检测的在线监测装置。装置具有结构紧凑、尺寸小、安装方便等特点。调试试验分析表明,该集成装置具有良好的稳定性,能快速实现油液磨粒含量、黏度趋势分析及超限报警。该油液在线监测装置的集成实现,为后续集成如水分、颗粒计数指标以及温度、压力等状态参数提供了研发基础。     

重载铁路钢轨相控阵探伤系统研究

重载铁路因具有大轴重、高运量、高行车密度等特点,加之运量的持续高位运行,钢轨伤损数量增多,种类复杂化,给铁路的高效运行留下了安全隐患。中国重载线路在用的大型钢轨探伤车由于对轨头核伤的检出率只能达到30%～40%,因此重载线路钢轨探伤主要依赖探伤仪,利用列车间隔或天窗点进行作业,检测速度慢,对操作人员要求高,存在较大的人身及线路安全风险。本文研究一种新型的基于相控阵超声波探伤技术的高速钢轨探伤车,可实现检测速度80 km/h以上,兼容所有线路轨型特点,同时兼顾智能判伤、实时报警、三维直观化显示等功能需求,实现提高缺陷检出率及工作效率、减少用工、提升安全保障水平的目的,对提升我国重载铁路钢轨探伤技术水平具有重要意义。     

蓬勃发展的我国无损检测技术

我国无损检测事业正出现前所未有的蓬勃发展的良好态势。在相当多的重要工业部门和国防单位,无损检测技术已融入国家总体经济发展目标,正在为解决国家急需解决的大型工程项目的安全和涉及安全、民生的重大项目服务。无损检测技术是机械工业的重要支柱,是一项典型的具有低投入、高产出的工程应用技术,也是实现经济可持续发展和绿色制造的重要保障。介绍我国在无损检测领域的一项新技术——磁记忆检测的基础理论研究方面取得的具有国际领先水平的成果,该项研究可为铁磁材料力磁耦合理论的发展奠定基础。简要介绍在航空、航天、石油化工、核电、特种设备安全等领域我国无损检测技术发展取得的主要成绩,特别介绍以声发射技术为中心的综合裂纹监、控技术在两种机型定、延寿中的重大作用。还就当前无损检测所面临的一些问题和今后发展方向进行探讨。     

用于管道内表面的光学技术

基于光学技术的无损检测(NDT)技术，以其高精度尺寸测量功能及易于自动化而倍受重视，在对管道内表面腐蚀、斑点、裂纹等进行快速定位与测量过程中具有无可比拟的优越性。文章系统评述管道内表面基于光学技术的NDT技术的最新进展，分析比较各种光学技术的优缺点及应用前景。     

桥门式起重机轨道检测系统

基于激光三角原理提出了一种用于桥门式起重机轨道检测的方法,并开发了适于此类轨道的检测系统。该系统主要包括轨道测量机器人、全站仪、三维重构计算系统。轨道测量机器人携带角隅棱镜沿轨道前进,全站仪实时追踪角隅棱镜的位置,根据记录数据重构出轨道顶面中心线的空间形状,进而计算出轨道的直线度,双轨平行度,轨道跨距等参数,以此为依据对轨道进行维修或者更换。该系统的测量精度可达±2mm,与原有检测方法相比,其检测效率提高约50％。     

进口纸机铸铁烘缸的安全评定

在现场检验、无损检测、强度校核、水压试验和材料分析的基础上,对一批进口的旧纸机烘缸进行安全评定。结果表明：烘缸主要受压元件材质未见退化,缸盖铸造缺陷在服役过程中未见扩展,其表面凹坑在允许范围内,不影响烘缸安全使用;主要受压元件具有足够的强度,能够承受预期的工作载荷。烘缸可在1．0MPa（230cc）的蒸汽压力下继续安全使用,同时建议在烘缸运行时间不超过3年时进行首次全面检验。     

超声波探伤仪在高速钢轨检测中的应用

为了满足钢轨生产的需要,作者主持开发了一套钢轨在线超声探伤系统。三年多的运行结果表明,这套设备性能良好。本文简要地介绍这套设备的各个组成部分,包括超声探头、超声探伤仪、扫查机械和电控系统。同时还介绍了过去三年系统的运行情况和探伤检验的结果。     

Train wheel diagnostics by laser ultrasonics

The integrity of the wheel is very important for the safety of railway. In this paper a laser-ultrasonic diagnostic measurement procedure has been designed for the inspection of the train wheels with the aid of a FE-model simulating the ultrasound propagation within the wheel itself.The laser-ultrasonic method exploits an air-coupled ultrasonic probe that detects the ultrasonic waves generated by a high-energy pulsed laser. As a result, the measurement chain is completely non-contact, from generation to detection, this making it possible to considerably speed up the testing set-up time and make it more flexible. This is an important advantage with respect to the conventional NDT technologies currently applied to train component diagnostics, as contact phase array methods. Laser ultrasonics is a complete remote technique since both the laser source and the receiving probe are installed in the proximity of the wheel directly on the bogie and therefore it is a more flexible technology with respect to standard techniques applied for wheel train diagnostics, as phased array.The applications of laser-ultrasonic technique available in the state-of-the-art work with high energy ultrasonic waves to guarantee good signal to noise ratio. Therefore, conventional laser-ultrasonic systems operates under ablative regime that assures high energy ultrasonic waves generation. On the other hand, the ablation produces damages on the surface of the component inspected. In this paper, it has been demonstrated that it is possible to work with lower energy waves, i.e. in the limit between ablative and thermo-elastic regime, if the experiment is properly designed on the basis of a numerical model. This operation regime allowed to guarantee a material removal below the threshold admitted in rail wheel application. The diagnostic procedure developed has been applied for the inspection of train wheels provided by the Italian railway company Trenitalia, on which dominant wheel failure cracks have been expressly created.     

新型轨道板数控磨床的研发

轨道板数控磨床是我国高速铁路建设的关键重大装备,也是用于磨削CRTSⅡ型轨道板的专用设备。国外,只有德国博格公司能够生产,关键技术仍受制于德国博格公司。目前,我国正加紧国产化开发。以轨道板数控磨床关键技术国产化为目标,提出了轨道板数控磨床的主题结构,论述了其工作原理,并对设备的主要性能和特点进行了研究和阐述。所开发的轨道板数控磨床具有整体刚度高、精度稳定性好、磨削效率高等特点,在铁路工程中成功推广应用。     

轮轨滚动接触疲劳现象分析

论述轮轨滚动接触疲劳破坏的几种典型现象，定性地分析它们的起因和发展过程。介绍我国部分铁路现场轮轨接触表面的疲劳破坏调查情况，给出由非赫兹滚动接触理论分析计算的我国铁路轮轨接触表面作用力分布情况。计算结果表明我国铁路轮轨接触表面疲劳现象如此严重的主要原因之一是轮轨型面不配匹和轨底坡设置不合理。并论述该领域今后的进一步研究方向。     

Dynamic analysis of train-bridge system and riding comfort of trains with rail irregularities

In this study, a modal superposition approach was adopted to derive the dynamic response of coupled vehicle and bridge systems. The train comprises a number of railway cars, each of which is modelled with ten degrees of freedom. The railway bridge was represented by a simply supported beam modelled as Euler-Bernoulli beam. In the numerical simulations, dynamic responses at the mid-span of the bridge and dynamic responses of the train under different train speeds are computed with random and non random rail irregularities. Effect of parameters like the depth and the position of the imperfection on the rail are taken into account. The coupled system of equations is integrated numerically by the newmark’s β method. The results obtained show that the rail irregularities affect the vertical acceleration of the train, which serves as a measure of the riding comfort of the trains moving over a bridge.