CN101520437A - 一种用于轨道焊缝探伤的扫查装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于轨道焊缝探伤的扫查装置，矩框形支撑架(1)两端具有“ㄇ”形固定脚(7)；所述滑轨(2)两端固定在所述矩框形支撑架(1)的两头，所述第一探头盒固定架(3)、第二探头盒固定架(4)及第三探头盒固定架(5)安装在所述滑轨(2)上并可沿滑轨(2)自由滑动，在所述矩框形支撑架(1)的两端均装有拉索转轴(11)，所述拉索(6)沿滑轨(2)方向缠绕在两拉索转轴(11)上。本发明结构简单，操作方便，使传统的焊缝探伤手工扫查变成机械式扫查，大大提高轨道探伤准确度并能实现多种焊缝的探伤。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于轨道焊缝探伤的扫查装置。
背景技术
目前国内各铁路局普遍采用两种方法对焊缝进行探伤，一种是用单探头对焊缝进行扫查，这种扫查方法不能发现焊缝轨腰部分的平面缺陷，容易造成漏检；第二种是采用多探头阵列式扫查方法，该扫查方法虽然在理论上是可行的，但由于探测面粗糙，耦合不良，也易造成漏检。
同时传统的探伤方式中是通过手工扫查，也就是说通过手持扫查设备进行扫查，手工扫查方式定位不准而且对探头的压力不均匀，易出现漏探的现象，
发明内容
本发明的目的是提供了一种能大大提高轨道探伤准确度并能实现多种焊缝探伤的轨道焊缝探伤扫查装置。
本发明的技术方案如下：
一种用于轨道焊缝探伤的扫查装置，该扫查装置包括矩框形支撑架、滑轨、第一探头盒固定架、第二探头盒固定架、第三探头盒固定架及拉索，所述矩框形支撑架两端具有“ㄇ”形固定脚；所述滑轨两端固定在所述矩框形支撑架的两头，所述第一探头盒固定架、第二探头盒固定架及第三探头盒固定架安装在所述滑轨上并可沿滑轨自由滑动，在所述矩框形支撑架的两端均装有拉索转轴，所述拉索沿滑轨方向缠绕在两拉索转轴上。
所述矩框形支撑架由2个支撑座和2个侧板组成，两侧板平行设置并将其两端分别固定在两支撑座上，其中所述两支撑座下端形成所述“ㄇ”形固定脚。
所述第二探头盒固定架和第三探头盒固定架采用相同的结构：包括探头定位架、压簧压板、压簧、滑块，所述压簧压板固定在所述探头定位架的顶端，所述压簧上端抵靠在所述压簧压板上，下端与设置在所述探头定位架内的探头上端面抵接；所述探头定位架两翼均连接有倒“L”形的滑块连接板，所述滑块通过螺钉固定在滑块连接板上；在所述滑块与滑块连接板之间设置有上压紧块，在所述滑块下端设置有下压紧块，所述探头定位架两翼的至少一滑块连接板上设置有指针板；通过所述滑块将第二探头盒固定架和第三探头盒固定架套装在所述滑轨。
所述第一探头盒固定架包括横向探头定位架、压板、弹簧、调整螺杆、螺杆座、横向探头移动滑块，在所述螺杆座的两翼底部均固定有所述横向探头移动滑块，该横向探头移动滑块与螺杆座之间设置有拉索压紧块；所述调整螺杆旋入所述螺杆座的螺孔内；所述横向探头定位架固定在所述调整螺杆的中部，该横向探头定位架顶端固定所述压板，所述弹簧上端抵靠在所述压板上，下端与设置在所述横向探头定位架内的横向探头上端面抵接，所述螺杆座两翼的至少一端设置有横向探头指针板；通过所述横向探头移动滑块将第一探头盒固定架套装在滑轨上。
所述侧板外侧设置有刻度尺，其中所述指针板和横向探头指针板的指示端位于所述侧板的外侧并指向所述刻度尺。
所述“ㄇ”形固定脚上设置有拧紧螺栓。
有益效果：本发明结构简单，操作方便，使传统的焊缝探伤手工扫查变成机械式扫查，大大提高轨道探伤准确度并能实现多种焊缝的探伤。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1本发明的结构示意图；
图2为图1的俯视图；
图3为第一探头盒固定架的结构示意图；
图4为第二探头盒固定架或第三探头盒固定架的结构示意图；
图5为拉索及拧紧螺栓的位置关系图。
具体实施方式
如图1、2、3、4、5所示：一种用于轨道焊缝探伤的扫查装置，该扫查装置包括矩框形支撑架1、滑轨2、第一探头盒固定架3、第二探头盒固定架4、第三探头盒固定架5及拉索6，所述矩框形支撑架1两端具有“ㄇ”形固定脚7；所述滑轨2两端固定在所述矩框形支撑架1的两头，所述第一探头盒固定架3、第二探头盒固定架4及第三探头盒固定架5安装在所述滑轨2上并可沿滑轨2自由滑动，在所述矩框形支撑架1的两端均装有拉索转轴11，所述拉索6沿滑轨2方向缠绕在两拉索转轴11上。
所述矩框形支撑架1由2个支撑座12和2个侧板13组成，两侧板13平行设置并将其两端分别固定在两支撑座12上，其中所述两支撑座12下端形成所述“ㄇ”形固定脚7。
所述第二探头盒固定架4和第三探头盒固定架5采用相同的结构：包括探头定位架14、压簧压板15、压簧16、滑块17，所述压簧压板15固定在所述探头定位架14的顶端，所述压簧16上端抵靠在所述压簧压板15上，下端与设置在所述探头定位架14内的探头22上端面抵接；所述探头定位架14两翼均连接有倒“L”形的滑块连接板18，所述滑块17通过螺钉19固定在滑块连接板18上；在所述滑块17与滑块连接板18之间设置有上压紧块20，在所述滑块17下端设置有下压紧块21，所述探头定位架14两翼的至少一滑块连接板18上设置有指针板23；通过所述滑块17将第二探头盒固定架4和第三探头盒固定架5套装在所述滑轨2。
所述第一探头盒固定架3包括横向探头定位架24、压板25、弹簧26、调整螺杆27、螺杆座28、横向探头移动滑块29，在所述螺杆座28的两翼底部均固定有所述横向探头移动滑块29，该横向探头移动滑块29与螺杆座28之间设置有拉索压紧块30；所述调整螺杆27旋入所述螺杆座28的螺孔内；所述横向探头定位架24固定在所述调整螺杆27的中部，该横向探头定位架24顶端固定所述压板25，所述弹簧26上端抵靠在所述压板25上，下端与设置在所述横向探头定位架24内的横向探头31上端面抵接，所述螺杆座28两翼的至少一端设置有横向探头指针板32；通过所述横向探头移动滑块29将第一探头盒固定架3套装在滑轨2上。
所述侧板13外侧设置有刻度尺33，其中所述指针板23和横向探头指针板32的指示端位于所述侧板13的外侧并指向所述刻度尺33。
所述“ㄇ”形固定脚7上设置有拧紧螺栓34。
本发明的操作方法：
采用本发明在进行任何一方式的扫查之前，需将拉索通过探头盒固定架上的压板压紧，尤其在使用第二探头盒固定架和第三探头盒固定架配对使用时则需要根据具体情况通过有选择上压紧压板或下压紧压板来压紧位于两固定架上方或下方的拉索线来调整两固定架的走向，具体的说如果两固定架均选择上方或均选择下方的拉索固定则两固定架则朝同一方向移动，若一上一下则两固定架则会相对运动。
(一)焊接前母材探伤
1.将0°探头固定在本扫查装置的第一探头盒固定架上、扫查装置固定在钢轨顶面，调节第一探头盒固定架横向调整螺杆，使探头位于轨面中心，再摇动扫查装置上的手柄，使探头在轨端钢轨顶面新焊焊缝两侧各400mm范围内扫查，检查是否存在水平缺陷；任何缺陷回波≥∮2长横孔回波，波高达80％，即为缺陷。
2.使用单K1探头(有螺孔采用K0.6)装在第一探头盒固定架上调节调整螺杆在轨头端钢轨顶面新焊焊缝两侧各400mm范围内，检查是否存在斜向缺陷；任何缺陷回波≥Φ2长横孔回波，波高达80％，即为缺陷。
上述焊接前母材探伤须采用水进行耦合。
(二)焊接后探伤
1.确定软化区长度
将0°探头固定在扫查装置的第一探头盒固定架上、扫查装置固定在钢轨顶面，调节第一探头盒固定架上的调整螺杆，使探头位于轨面中心，再摇动扫查装置的摇柄，使探头在轨端钢轨顶面新焊焊缝两侧各20mm范围内扫查，检查软化区长度及晶粒组织变化，母材与软化区声压差≥18dB即为晶粒组织粗大透声不良；软化区长度大于20mm即为缺陷。
2.轨头区域非平面缺陷探伤
将0°探头固定在扫查装置的第一探头盒固定架上、扫查装置固定在钢轨顶面，调节第一探头盒固定架上的调整螺杆，使探头位于轨面中心，再摇动扫查装置的摇柄，使探头在轨端钢轨顶面新焊焊缝中心及两侧扫查，任何缺陷回波≥Φ2长横孔回波，波高达80％，即为缺陷。
3.轨头区域平面缺陷探伤
3.1 将K0.6(无螺孔采用K1)探头固定在扫查装置的第一探头盒固定架上、扫查装置固定在钢轨顶面，调节扫查装置横移旋钮，使探头位于轨面中心，再摇动扫查装置的手柄，使探头在轨端钢轨顶面新焊中心及焊缝两侧各200mm范围内进行穿透式扫查，检查轨头区域平面缺陷，以Φ6横通孔当量失波作判伤灵敏度，以探头移动距离计算缺陷当量大小。
3.2 使用单晶K1-K2探头固定在扫查装置的第一探头盒固定架上在轨头两侧200mm范围内作K形扫查，任何缺陷回波≥∮4平底孔回波，波高达80％，即为缺陷；
3.3 使用单斜K2.5探头固定在扫查装置的第一探头盒固定架上，在轨头表面200mm范围内作横向锯齿形扫查，任何缺陷回波≥∮2长横孔回波，波高达80％，即为缺陷。
4.轨腰区域平面缺陷探伤
4.1 将K0.6(无螺孔采用K1)探头固定在扫查装置的第一探头盒固定架上、扫查装置固定在钢轨顶面，调节第一探头盒固定架上的调整螺杆，使探头位于轨面中心，再摇动扫查装置的手柄，使探头在轨端钢轨顶面新焊中心及焊缝两侧各200mm范围内进行穿透式扫查，以Φ6横通孔当量失波作判伤灵敏度，根据失波时探头移动距离计算缺陷当量大小。
4.2 将K1探头或K0.8探头固定在扫查装置的第一探头盒固定架上、扫查装置固定在钢轨顶面，调节第一探头盒固定架上的调整螺杆，使探头位于轨面中心，再摇动扫查装置的手柄，使探头在轨端钢轨顶面新焊中心及焊缝两侧各200mm范围内进行串列式扫查，任何缺陷回波≥Φ4平底孔回波，波高达80％作判伤灵敏度，以探头移动距离计算缺陷当量大小。
5.采用第二探头盒固定架和第三探头盒固定架配对使用的方式，可实现整个焊缝在垂直方向上的探伤，在其中一固定架上固定发射探头，另一固定架上固定接收探头，通过上述使两固定架发生相对运动的方式连接拉索，摇动手柄两固定架由远而近相对运动，即可实现在垂直方向上从最低点到最高点的扫查。
综上，本发明具有以下几点效果：
1.本发明适用于闪光焊、气压焊及铝热焊焊缝超声波探伤。
2.运用现有焊缝探伤仪同时采用反射式探伤法、穿透式探伤法对焊缝进行全断面探伤。
3.利用本发明可以将V型串列式、K型串列式扫查方法组合在一起，使多次探伤合为一次探伤。
4.本发明关键是固定了扫查位置，根据情况限定了探头的走向，保证声耦合良好，提高探伤准确性。
5.对焊缝缺陷进行准确定位、定量，防止漏探、误判。
6.所有扫查方法应能发现焊缝试块中Φ2横通孔和Φ3横向裂纹。(主要在于采用了第一探头盒固定架在保证探头走向准确性的条件下实现了横向移动)
7、在本发明中在每个固定架上均设置有弹簧或压簧，通过弹簧或压簧的弹力能使探头与轨道接触的压力均匀、声耦合良好有效提高探伤的准确性。
另外，作为超声波焊缝探伤技术是国内普遍采用的无损探伤技术，探伤时将超声波脉冲射入焊缝内部，根据反射回波来判别钢轨内是否存在伤损及其伤损的大小和种类。探头在移动过程中探测焊缝内部的伤损，达到快速无损探伤的目的。
1.为了实现将反射式探伤法、穿透式探伤法及V型串列式、K型串列式扫查方法组合在一起，使多次探伤合为一次性探伤，在本发明中通过设置的一对探头盒固定架即：第二探头盒固定架和第三探头盒固定，通过在两探头盒固定架上分别安装发射探头和接收探头并通过如上述调整连接的拉索即可进行同步平行移动或相向移动的机械扫查。
2.为了实现对焊缝缺陷进行准确定位、定量，防止漏探、误判，需制作根据焊缝中缺陷种类、缺陷取向，通过理论计算获得的最佳探测角度、灵敏度高、信噪比高的焊缝专用超声波探头。
3.所制作的焊缝专用超声波探头必须与焊缝专用探伤仪匹配，且能发现焊缝试块中Φ2横通孔和Φ3横向。
Claims (7)
1、一种用于轨道焊缝探伤的扫查装置，其特征在于：该扫查装置包括矩框形支撑架(1)、滑轨(2)、第一探头盒固定架(3)、第二探头盒固定架(4)、第三探头盒固定架(5)及拉索(6)，所述矩框形支撑架(1)两端具有“ㄇ”形固定脚(7)；所述滑轨(2)两端固定在所述矩框形支撑架(1)的两头，所述第一探头盒固定架(3)、第二探头盒固定架(4)及第三探头盒固定架(5)安装在所述滑轨(2)上并可沿滑轨(2)自由滑动，在所述矩框形支撑架(1)的两端均装有拉索转轴(11)，所述拉索(6)沿滑轨(2)方向缠绕在两拉索转轴(11)上。
2、根据权利要求1所述的一种用于轨道焊缝探伤的扫查装置，其特征在于：所述矩框形支撑架(1)由2个支撑座(12)和2个侧板(13)组成，两侧板(13)平行设置并将其两端分别固定在两支撑座(12)上，其中所述两支撑座(12)下端形成所述“ㄇ”形固定脚(7)。
3、根据权利要求2所述的一种用于轨道焊缝探伤的扫查装置，其特征在于：所述第二探头盒固定架(4)和第三探头盒固定架(5)采用相同的结构：包括探头定位架(14)、压簧压板(15)、压簧(16)、滑块(17)，所述压簧压板(15)固定在所述探头定位架(14)的顶端，所述压簧(16)上端抵靠在所述压簧压板(15)上，下端与设置在所述探头定位架(14)内的探头(22)上端面抵接；所述探头定位架(14)两翼均连接有倒“L”形的滑块连接板(18)，所述滑块(17)通过螺钉(19)固定在滑块连接板(18)上；在所述滑块(17)与滑块连接板(18)之间设置有上压紧块(20)，在所述滑块(17)下端设置有下压紧块(21)，所述探头定位架(14)两翼的至少一滑块连接板(18)上设置有指针板(23)；通过所述滑块(17)将第二探头盒固定架(4)和第三探头盒固定架(5)套装在所述滑轨(2)。
4、根据权利要求2所述的一种用于轨道焊缝探伤的扫查装置，其特征在于：所述第一探头盒固定架(3)包括横向探头定位架(24)、压板(25)、弹簧(26)、调整螺杆(27)、螺杆座(28)、横向探头移动滑块(29)，在所述螺杆座(28)的两翼底部均固定有所述横向探头移动滑块(29)，该横向探头移动滑块(29)与螺杆座(28)之间设置有拉索压紧块(30)；所述调整螺杆(27)旋入所述螺杆座(28)的螺孔内；所述横向探头定位架(24)固定在所述调整螺杆(27)的中部，该横向探头定位架(24)顶端固定所述压板(25)，所述弹簧(26)上端抵靠在所述压板(25)上，下端与设置在所述横向探头定位架(24)内的横向探头(31)上端面抵接，所述螺杆座(28)两翼的至少一端设置有横向探头指针板(32)；通过所述横向探头移动滑块(29)将第一探头盒固定架(3)套装在滑轨(2)上。
5、根据权利要求3或4所述的一种用于轨道焊缝探伤的扫查装置，其特征在于：所述侧板(13)外侧设置有刻度尺(33)，其中所述指针板(23)和横向探头指针板(32)的指示端位于所述侧板(13)的外侧并指向所述刻度尺(33)。
6、根据权利要求1所述的一种用于轨道焊缝探伤的扫查装置，其特征在于：所述“ㄇ”形固定脚(7)上设置有拧紧螺栓(34)。
7、根据权利要求1所述的一种用于轨道焊缝探伤的扫查装置，其特征在于：在所述矩框形支撑架(1)的两端所设置的其中一拉索转轴(11)上连接有手柄(35)。
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