CN111751236A - 一种钢轨洛氏硬度自动检测方法 - Google Patents

一种钢轨洛氏硬度自动检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种钢轨洛氏硬度自动检测方法,对钢轨按照标准规定的轨头横截面5条不同位置直线上的20个点,开展洛氏硬度自动检测,每块试样的洛氏硬度全程检测所需时间控制在8分钟左右,比传统人工洛氏硬度检测方法可缩短5‑10分钟,检测效率更高;同时由于是通过模型比对及调整,可对20个待测点位置进行较准确定位,洛氏硬度检测测量过程中无人工干预,影响测量结果的因素更少,测量结果更准确。通过钢轨洛氏硬度自动检测的数据,以此来指导钢轨质量提升和工艺优化,更科学和可靠。

Description

一种钢轨洛氏硬度自动检测方法
技术领域
本发明属于检测技术领域,尤其涉及一种钢轨的性能检验方法,具体涉及一种钢轨的洛氏硬度自动检测方法。
背景技术
随着国家高速铁路的大发展,高速重轨是高速铁路体系的重要组成部分,高速重轨的质量关系着铁路行车的质量,所以对高速重轨的质量要求越来越严格了。武钢有限公司作为国内四家拥有国铁轨资质的高速重轨生产厂家之一,一直以来,非常高度重视高速重轨的质量和各项性能,严格按照TB/T2344-2012标准要求,开展重轨的质量检查和性能检验工作。同时不断探索钢轨性能和实物质量的检验判定的新设备、新方法、新技术。
近10年,我国铁路建设快速发展,尤其是高铁的建设。同时铁路建设对高强度高耐磨钢轨的需求也不断增长。研究及生产实践证明,对钢轨进行热处理是提高钢轨强度、耐磨性和使用寿命的最经济有效的方法。钢轨热处理技术从传统的淬火-回火工艺(Q-T工艺)已发展为更先进的欠速淬火工艺(S-Q工艺),目前国内外厂家普遍采用的是利用钢轨轧后余热进行冷却的在线热处理工艺,具有生产成本低、节省能源、生产效率高、产品综合质量好等显著优势,是钢轨热处理工艺发展的趋势。对钢轨轨头的横截面洛氏硬度结果有具体的要求。
TB/T2344-202标准中有一项重要的指标,需要对热处理钢轨轨头横截面开展多位置和多点的洛氏硬度检测。而目前国内同行普遍采用的是在洛氏硬度机上人工检测。而人工开展多位置和多点的洛氏硬度检测,检测效率低、检验强度大、测量点的位置误差大、人工移动的位置频繁、检测准确性低。具有明显的缺点。
随着自动检测装备技术的发展,视频图像软件采集技术的发展,加上自动控制技术系统的应用,在钢轨上进行洛氏硬度自动检测的条件越来越具备,对提高洛氏硬度检测效率,提高洛氏硬度检测准确性生产顺行,为在线钢轨质量提升和工艺优化带来了很大帮助。
因此,现有的钢轨洛氏硬度人工检测方法检测结果不准确,测量误差大、检测效率低等劣势显现出来,迫切需要一种钢轨洛氏硬度自动检测技术,以此来提高检测准确性,提高检测效率和减少测量误差。
而且,现有钢轨洛氏硬度人工检测技术也无法满足TB/T2344-2012标准的5条直线不同位置的精度要求,20个测量点的准确位置的要求,必须采用自动检测方法,才能不断提高武钢钢轨的洛氏硬度检测水平,同时可为后期武钢钢轨持续质量改进和品牌创建提供科学依据及重要帮助。
由于现有钢轨洛氏硬度人工检测方法对于单一位置、单一点的检测结果和检测效率可能影响不大,但是目前涉及到钢轨轨头横截面试样需要检测5条不同位置直线上的20个点的洛氏硬度试验,并且这20个待测点的具体位置、分布、点间距大小和洛氏硬度合格值在TB/T2344-2012标准中均有详细的具体要求,见图1,图中:第1点距表面5mm,其余点间距均为5mm;D、E线与下颚距离为5mm;B、C线为A、D和A、E线的角平分线。
目前国内试验室一般采用洛氏硬度计,在加工好的洛氏硬度试样横截面上通过人工划线、铅笔标记试验点、再手动升降测量台,移动钢轨轨头试样,对照做好标识的点进行人工测量的检验方式。这种钢轨洛氏硬度人工检测方法,检测过程中需要涉及大量的人工干预、人工需要逐点移动试样进行检测、试样上的点的准确定位无法保证等技术问题,造成洛氏硬度检验准确性差,检验效率低,同时检验劳动强度大等问题。影响钢轨质量的评估速度和效率,未能快递杜绝不良品的产生,影响产量、质量和合同兑现。
发明内容
针对背景技术中存在的问题,本发明的目的在于提供一种能够提高对钢轨轨头横截面洛氏硬度准确检测、检测效率高、无需人工干预、结果准确的钢轨洛氏硬度自动检测方法。
为了达到上述目的,本发明设计的钢轨洛氏硬度自动检测方法,包括以下步骤:
S1,建立不同标准轨型头部轮廓标准数据库;
S2,通过图像采集设备对钢轨轨头横截面试样进行全轨头视频图像采集;
S3,按照钢轨轨头试样的实际轨型选择对应的轨型尺寸模板;
S4,对钢轨轨头试样的采集的实际轨型形貌尺寸与对应的轨型尺寸模板进行比对;
S5,对实物图像上确定测量点的位置进行微调整,与实际轨型的轨头断面尺寸达到一致,符合《TB/T2344-2012:43kg/m-75kg/m钢轨订货技术条件》的技术要求;
S6,按序依次开展自动测量,洛氏硬度计将规定位置的全部20个点的洛氏硬度自动检测;
S7,输出检验结果。
优选的,在S3后S4前包括确定实物坐标位置的步骤:获取实物特征点A和B,AB连线后的形成中点“C”,AB连线和中点C作为实物的基准线和点,与标准轨型头部相应位置的连线及中点进行重合,从而确定实物坐标位置。
优选的,S5中,实物图像上确定测量点的位置为洛氏硬度规定的5条测量线和20个测量点的位置。
优选的,S6中,按照A1-A4→B1-B5→C1-C5→D1-D3→E1-E3的顺序进行测量。
优选的,S7中,将结果自动上传LIMS系统。
本发明的有益效果是:通过采用本检测方法,对钢轨按照标准规定的轨头横截面5条不同位置直线上的20个点,开展洛氏硬度自动检测,每块试样的洛氏硬度全程检测所需时间控制在8分钟左右,比传统人工洛氏硬度检测方法可缩短5-10分钟,检测效率更高;同时由于是通过模型比对及调整,可对20个待测点位置进行较准确定位,洛氏硬度检测测量过程中无人工干预,影响测量结果的因素更少,测量结果更准确。通过钢轨洛氏硬度自动检测的数据,以此来指导钢轨质量提升和工艺优化,更科学和可靠。
故此,充分利用钢轨洛氏硬度自动检测的数据,再结合轧钢和热处理工艺参数,最终达到确定钢轨轨头横截面洛氏硬度性能的的实际数据,进行最终钢轨热处理工艺的科学准确质量判定和质量改进目的现场广泛应用成为本技术的关键。
相比现有技术:本发明可以采集得到一种钢轨轨头横截面的全部形貌;可以实现对不同轨型钢轨的轨头尺寸和形貌模板进行数据库设置;可以将采集得到钢轨轨头横截面的全部形貌与对应的轨型钢轨的轨头尺寸和形貌模板进行尺寸与形貌比对,并可进行微调整,最后符合标准规定的和点与点的位置及距离要求;可以实现洛氏硬度测量过程中无人工干预;实现对钢轨规定洛氏硬度的5条直线的20点自动检测;一般完成20点自动测量,只需8分钟左右,比人工测量方法可缩短至少一半时间。
附图说明
图1是《TB/T2344-2012:43kg/m-75kg/m钢轨订货技术条件》标准中规定洛氏硬度测量示意图
图2是本发明钢轨轨头洛氏硬度测量线及测量点
具体实施方式
下面通过图1~图2以及列举本发明的一些可选实施例的方式,对本发明的技术方案(包括优选技术方案)做进一步的详细描述。显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明设计的钢轨洛氏硬度自动检测方法,包括以下步骤:
S1,建立不同标准轨型头部轮廓标准数据库;
S2,通过图像采集设备对钢轨轨头横截面试样进行全轨头视频图像采集;
S3,按照钢轨轨头试样的实际轨型选择对应的轨型尺寸模板;
S4,确定实物坐标位置:获取实物特征点A和B,AB连线后的形成中点“C”,AB连线和中点C作为实物的基准线和点,与标准轨型头部相应位置的连线及中点进行重合,从而确定实物坐标位置。
S5,对钢轨轨头试样的采集的实际轨型形貌尺寸与对应的轨型尺寸模板进行比对;
S6,对实物图像上确定测量点,即洛氏硬度规定的5条测量线和20个测量点的位置进行微调整,与实际轨型的轨头断面尺寸达到一致,符合《TB/T2344-2012:43kg/m-75kg/m钢轨订货技术条件》的技术要求;
S7,按照A1-A4→B1-B5→C1-C5→D1-D3→E1-E3的顺序依次开展自动测量,洛氏硬度计将规定位置的全部20个点的洛氏硬度自动检测;
S8,输出检验结果,将结果自动上传LIMS系统。
本发明对不同尺寸轨型的钢轨轨头横截面,先通过视频采集软件对轨头横截面进行采集,再按照设定程序和规定,对需要测量的5个位置的共计20个洛氏硬度点进行位置确定;调整5条不同线的位置要求、点与点之间的距离间隔要求,修正之后再通过自动程序这20个点开展自动检测,检测过程中无人工干预,实现钢轨洛氏硬度自动检测,可以提高钢轨洛氏硬度的检测效率,提高检测准确性,为钢轨质量判定、工艺调试提供科学的依据。
本发明实现对钢轨轨头横截面洛氏硬度性能均匀性的有效质量控制,保证钢轨的交货质量;实现对钢轨轨头横截面洛氏硬度准确科学的判定,解决了质量问题,满足了钢轨大生产质量检验中的洛氏硬度多位置和多点检验及质量判定的需要。
应用本发明公开的检测方法,可以快速确定钢轨轨头横截面洛氏硬度性能不均匀产生的环节,以此从源头加强相关工艺的研究,可以采取针对性的质量改进和控制措施,减少钢轨轨头横截面洛氏硬度不合格品,减少降级或者改判数量;不断提高钢轨的质量,提高了产品合格率,成材率也大幅度提高,最大限度的减少了质量异议的赔付费用。
本领域技术人员容易理解,以上仅为本发明的较佳实施例而已,并不以限制本发明,凡在本发明的精神和原则下所做的任何修改、组合、替换、改进等均包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种钢轨洛氏硬度自动检测方法,其特征在于:包括以下步骤:
S1,建立不同标准轨型头部轮廓标准数据库;
S2,通过图像采集设备对钢轨轨头横截面试样进行全轨头视频图像采集;
S3,按照钢轨轨头试样的实际轨型选择对应的轨型尺寸模板;
S4,对钢轨轨头试样的采集的实际轨型形貌尺寸与对应的轨型尺寸模板进行比对;
S5,对实物图像上确定测量点的位置进行微调整,与实际轨型的轨头断面尺寸达到一致,符合《TB/T2344-2012:43kg/m-75kg/m钢轨订货技术条件》的技术要求;
S6,按序依次开展自动测量,洛氏硬度计将规定位置的全部20个点的洛氏硬度自动检测;
S7,输出检验结果。
2.根据权利要求1所述的钢轨洛氏硬度自动检测方法,其特征在于:在S3后S4前包括确定实物坐标位置的步骤:获取实物特征点A和B,AB连线后的形成中点“C”,AB连线和中点C作为实物的基准线和点,与标准轨型头部相应位置的连线及中点进行重合,从而确定实物坐标位置。
3.根据权利要求1所述的钢轨洛氏硬度自动检测方法,其特征在于:S5中,实物图像上确定测量点的位置为洛氏硬度规定的5条测量线和20个测量点的位置。
4.根据权利要求1所述的钢轨洛氏硬度自动检测方法,其特征在于:,S6中,按照A1-A4→B1-B5→C1-C5→D1-D3→E1-E3的顺序进行测量。
5.根据权利要求1所述的钢轨洛氏硬度自动检测方法,其特征在于:S7中,将结果自动上传LIMS系统。
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