无损检测在高铁车辆生产中的应用
来源:用户上传
作者:
摘 要：探究无损检测在高铁车辆生产中的应用。通过社会调查、阅读文献等手段了解无损检测的原理、优点及其在高铁生产中的应用。本文讨论了无损检测中的射线检测及渗透检测在高铁生产中的应用及其原理。采取无损检测技术可以在不损伤被检测物体前提下准确的识别出被检测料件中缺陷的位置、类型，如果该缺陷在一定区间内，则通过去除缺陷以及及时的调整生产方法、改进生产工艺等手段，使被检工件质量达标。所以无损检测应用于高铁车辆的生产中，可以提高产品质量，提升工作效率，降低生产成本。
关键词：无损检测 高铁 射线 渗透
中图分类号：TH878 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2020）02（c）-0048-02
无损检测是指在不损坏待检测物体的前提下，通过物理或者化学方法，利用先进的高科技技术、先进的设备，检查并测试待检测物体表面、内部的状态、结构以及性质[1]。利用无损检测技术进行探伤和质量检测不会破坏被检测物体原有的结构与性能，最大程度保证被检测物体的结构与功能的完整性，即能够检测物体的质量水平及存在的缺陷。因此使用无损检测能够显著的降低检测成本，同时提升产品的质量水平以及工作效率[2]。我国最近这些年注重于基础设施的建设，其中高铁的建设更是重中之重。高铁建设与国家经济发展密切相关，因此高铁质量问题十分重要。而目前在检测高铁施工的质量水平时，最主要的检测方法就是利用无损检测。因此，讨论无损检测在高铁生产中的应用十分重要。
1 无损检测的应用特点
1.1 精确识别缺陷部位及缺陷情况
检测技术种类很多，包括对轻轨、高铁、桥梁、道路等基础工程實施敲打、听声，通过敲打产生的声音来判断该工程中是否存在着缺陷。目前还有部分人、部分工程采用这种陈旧落后的方法，很显然利用这种技术根本无法精准的识别出缺陷的具体位置和缺陷的实际情况。无损检测针对这一方面有了巨大的进步，不但可以精确的判断缺陷的产生，还可以精确的定位于缺陷部位，甚至可以通过该技术判断缺陷情况。
1.2 检测过程中不损伤被检测物
无损检测最显著的优点就是在探伤的时候可以确保被检测物的完整，不破坏被检测物的结构和性能。无损检测技术可以检测的范围较为全面，最大程度的为工程的改造提供一些参考。但需要注意的是，无损检测并不是对所有项目均适用，有些项目须经过损伤才能进行检测，即需要实施破坏性试验。
2 射线检测及其原理
射线检测是在工程检测中应用最广泛，且应用时间最长的无损检测技术之一，射线无损检测是通过利用X射线、γ射线、高能射线等多种射线可以穿透物质，及射线在穿透物质时会出现不断的衰减，来发现物质表面或者内部存在的缺陷等。射线检测工作的一般原理如下：射线穿透被检测物体，根据射线穿透过程中遇到的阻力强度的变化判断物体是否存在缺陷。射线检测对被检测物体的形状、结构、是否粗糙等没有明确要求，通过射线检测得到感应胶片的图像，可以较为直接的显示出物体存在的缺陷的影像，可作为对缺陷实施定位、定量、定性的分析标准，结果准确，且射线底片能够比较长期的存档，可在事后用于分析其原因，不过射线检测也存在设备比较复杂，透射角度不合适则面积型的缺陷不易发现，检测成本相对高，射线损伤人类身体等问题。根据射线检测显示物体缺陷结果的方法分类，射线检测可以分为射线照相法探伤、射线电离法探伤、射线荧光屏观察法探伤、射线实时图像法探伤等类别。目前射线照相法在高铁中应用较为广泛。比如2019年11月3日，广东东莞供电局利用X光射线检测广深港高铁线，发现110kV培电甲线下导线耐张线夹锚钢发生断裂现象，南方电网和广铁集团连夜利用铁路停运的窗口期完成了内部断裂的线夹更换，解决了这一高铁危机。
射线照相法的原理如下所述：射线穿透被检测物时，被检测物的密度决定了其对射线的吸收程度，吸收越强则射线衰减越强。被检测物密度小的部位，射线能量的衰减小。利用射线进行检测时，射线穿过被检测物体到达胶片上，因为被检测物体有缺陷的地方和没有缺陷的地方的密度、厚度是有差别的，所以导致射线的衰减是有差别的，导致最后到达胶片上的射线的强度不一样，即胶片的感光度不一，通过暗室处理后可得不同的黑度。最后评片人员利用观片灯观察底片上的黑度差，则能够判断物体上的缺陷具体情况，并对物体的质量做出客观的评价。通过观察射线照相法所得底片，就可以相对准确地判断被检测物存在的缺陷的类型、性质、大小、数量、部位等信息。
利用射线照相法，比较容易检测出存在局部厚度差异、密度差异的体积型缺陷，比如物体内部存在气孔、夹渣等缺陷。而且几乎全部种类的材料都可以使用射线照相法进行检测，特别是在以金属为基本材料的焊缝或铸件上的应用，都可以得到较好的检测效果。不过在钎焊等焊接接头的检测方面比较少使用射线照相法。射线着想法不能检测出垂直照射方向的薄层缺陷，比如钢板的分层等方面。
3 渗透检测原理
渗透检测可以用于检查高铁车辆气阀、焊缝等部位的缺陷，其原理如下：把有色染料或者荧光染料溶解于渗透剂中，然后将渗透剂涂抹于被检测物表面，通过毛细现象的作用，渗透剂可以逐渐渗入至工件存在的各种开口至表面的微小缺陷中，然后清除掉被检测物表面多余的渗透剂，待物体充分干燥后再涂抹显像剂，以吸收存在于缺陷中的渗透液，然后利用科学的光照系统就可以照射出渗透液的痕迹，即可按照渗透液的痕迹发现工件缺陷实际情况。因此渗透检测一般用于工件表现开口的缺陷，这同时也导致了渗透检测应用较为局限。
4 讨论
随着高铁技术的高速发展，无损检测也发展迅速，目前已经是检测高铁质量及探伤的主要技术手段。高铁生产过程中的无损检测工作主要有两方面[3]：一方面是针对工务方面的检测，主要有道岔、钢轨、钢轨焊缝等内容;另一方面是针对高铁车辆各个零部件的探伤，包括针对轮轴、钩缓、摇枕侧架、轴承等行车部件以及车体的探伤。五种常用的无损探伤方法均较好的应用于高铁车辆的生产。工务产品的检测，即针对钢轨、道岔等的探伤，主要是利用超声波检测的方法。高铁车辆以及车辆上的各个零部件，包括车轮、齿轮、轴承等部位的探伤一般是超声波探伤以及磁粉检测相互配合[4]。高铁车辆的气阀、连杆以及轮芯等针对高铁表面的检查和探伤主要使用涡流检测，涡流检测也可以用于磁粉无法检测的缺陷方面，比如高铁空心车轴内表面的检查和探伤一般利用涡流检查[5]。射线检测则一般用于检查铸件、焊缝等方面的缺陷，渗透检测可以用于检查高铁车辆焊缝等部位的缺陷。以京张高铁为例，着色渗透探伤在车体探伤的应用极其广泛，在侧墙与车顶的焊接中渗透探伤大有用武之地。但是由于不同车体主体材料、产品的性能、结构等均有所不同，所以在选择检测方法的时候需要根据实际情况来进行选择。而且不同的无损探伤的方法具有不同的作用，针对性相对较强，因此不同的无损检测的方法均有其应用的局限性。有时候为达到检测的目的以及保证检测的安全性，可采取多种无损检测方法相结合的方法进行检测。但是无损检测在高铁车辆生产中的应用也还有许多需要解决的问题，仍需要专家、工作人员们不断探索。
参考文献
[1] 孙明.无损探伤缺陷的检测与识别[J].黑龙江科技信息，2017（17）：44.
[2] 付红玲.无损检测技术在桥梁桩基检测中的应用[J].居业，2019（10）：21.
[3] 赵祎颉.高铁工程的无损检测技术应用探讨[J].信息化建设，2016（1）：285.
[4] 江波.地质雷达在高铁隧道检测中的应用[J].中国铁路，2018（9）：97.
[5] 彭亮.无损检测技术在特种设备制造中的应用与发展[J].中国设备工程，2017（21）：84.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-15244122.htm
