CN112595775A - 道岔钢轨伤损辨识方法 - Google Patents

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徐井芒
陈嵘
王平
江文强
王树国
胡辰阳
方嘉晟
安博洋
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China Academy of Railway Sciences Corp Ltd CARS
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China Academy of Railway Sciences Corp Ltd CARS
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Abstract

本发明涉及轨道交通技术领域，涉及一种道岔钢轨伤损辨识方法，其包括以下步骤：一、检测轨底缺陷：使用一对线阵换能器，分别静止放置于轨底的两侧，通过设置不同的角度对轨底区域进行扇形扫查，对覆盖区域下的缺陷进行电子扫描检测；二、检测轨腰缺陷：使用单个线阵换能器，用扇形扫查并且通过设置不同扫查角度来覆盖整个道岔钢轨的轨腰区域；三、检测轨头缺陷：把单个线阵换能器放在不同轨头截面平稳的位置处，通过设定不同的扫查角度以及不同的摆放位置将道岔钢轨的轨头区域完全覆盖，用扇形扫查进行检测。本发明能够全面覆盖轨头、轨腰以及轨底的区域，更清楚的识别钢轨轨头和轨底处的伤损。

Description

道岔钢轨伤损辨识方法
技术领域
本发明涉及轨道交通技术领域，具体地说，涉及一种道岔钢轨伤损辨识方法。
背景技术
钢轨焊缝检测中的缺陷主要为体积型(点状)缺陷与面积型缺陷。体积型缺陷有夹杂、疏松、缩孔、过烧等，面积型缺陷有光斑、灰斑、裂纹、未焊透、疲劳裂纹等。
相控阵超声检测技术是一种多通道成像扫描技术，超声相控阵换能器是将若干个独立的压电晶片按照一定的排列方式组合成一个阵列，通过控制压电晶片的激励顺序及延时，实现声束的偏转以及聚焦，运用该技术检测道岔钢轨，可以提高检测覆盖范围、简化检测方案、提高检测精度，也可以在一定程度上克服常规超声由于声束的方向性造成的在缺陷检出和定量上的限制。
现有对钢轨的超声相控阵检测方案中，只是针对于等截面的基本轨进行检测，采用的是在轨头上放置超声相控阵装置，并对轨头以及轨腰区域进行线性扫查或者扇形扫查。但对于连续变截面的道岔钢轨来说，该检测方案并不能适用在道岔钢轨上，因此，需要一种道岔钢轨伤损辨识方法。
发明内容
本发明的内容是提供一种道岔钢轨伤损辨识方法，其能够克服现有技术的某种或某些缺陷。
根据本发明的一种道岔钢轨伤损辨识方法，其包括以下步骤：
一、检测轨底缺陷：使用一对线阵换能器，分别静止放置于轨底的两侧，通过设置不同的角度对轨底区域进行扇形扫查，对覆盖区域下的缺陷进行电子扫描检测；
二、检测轨腰缺陷：使用单个线阵换能器，用扇形扫查并且通过设置不同扫查角度来覆盖整个道岔钢轨的轨腰区域；
三、检测轨头缺陷：把单个线阵换能器放在不同轨头截面平稳的位置处，通过设定不同的扫查角度以及不同的摆放位置将道岔钢轨的轨头区域完全覆盖，用扇形扫查进行检测。
作为优选，步骤一中，一对线阵换能器分别通过夹具及耦合楔块固定。
作为优选，步骤一中，采用一发一收的模式对相控阵覆盖区域下的缺陷进行电子扫描检测。
作为优选，步骤三中，线阵换能器用夹具以及耦合楔块固定。
作为优选，步骤三中，在截面形式变化不大的一段道岔内把单个线阵换能器放在不同轨头截面相对平稳的位置处。
本发明考虑到道岔钢轨轨头以及轨底连续变截面的特点，设计了可以适用的道岔钢轨的基于相控阵换能器的伤损检测方案。
针对道岔钢轨的面缺陷以及体缺陷，采用相控阵换能器作为道岔伤损检测的一种方法，克服了常规超声由于声束的方向性造成的在缺陷检出和定量上的限制，通过不同的扫查方式能够全面覆盖轨头、轨腰以及轨底的区域，以及更清楚的识别钢轨轨头和轨底处的伤损。
附图说明
图1为实施例1中一种道岔钢轨伤损辨识方法的流程图；
图2为实施例1中轨底检测示意图；
图3为实施例1中轨腰检测示意图；
图4为实施例1中轨头检测示意图。
具体实施方式
为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。应当理解的是，实施例仅仅是对本发明进行解释而并非限定。
实施例1
如图1所示，本实施例提供了一种道岔钢轨伤损辨识方法，其包括以下步骤：
一、检测轨底缺陷：使用一对线阵换能器，分别静止放置于轨底的两侧，通过设置不同的角度对轨底区域进行扇形扫查，对覆盖区域下的缺陷进行电子扫描检测；
二、检测轨腰缺陷：考虑道岔钢轨连续变截面的特点，某些截面的轨头部分无法平稳放置相控阵装置，并且考虑到轨腰区域的长度以及宽度，所以，使用单个线阵换能器，用扇形扫查并且通过设置不同扫查角度来覆盖整个道岔钢轨的轨腰区域；对轨底部位检测方案如图3所示；
三、检测轨头缺陷：由于道岔为变截面钢轨，所以轨头的截面形式并不统一，把单个线阵换能器放在不同轨头截面平稳的位置处，通过设定不同的扫查角度以及不同的摆放位置将道岔钢轨的轨头区域完全覆盖，用扇形扫查进行检测，如图4所示，可以看到通过设定不同的扫查角度以及不同的摆放位置，针对道岔钢轨连续变截面的特点，可以通过扇形扫查的方式把道岔钢轨的轨头区域完全覆盖。对比于针对基本轨的扇形扫查，此检测方法的设计考虑了道岔钢轨轨头连续变截面的特点，通过选取不同的放置位置可以把任意截面的道岔钢轨轨头位置完全扫查覆盖。
本实施例中，步骤一中，由于接触面难以耦合且底面无法准确反射缺陷回波，所以，一对线阵换能器分别通过夹具及耦合楔块固定。
本实施例中，步骤一中，采用一发一收的模式对相控阵覆盖区域下的缺陷进行电子扫描检测。对轨底部位检测方案如图2所示。可以看到对于轨底的缺陷，采用一发一收的方式能够更全面的扫查到整个轨底区域，可以更高效定位轨底缺陷的位置以及检测出轨底缺陷的存在。
本实施例中，步骤三中，线阵换能器用夹具以及耦合楔块固定。
本实施例中，步骤三中，在截面形式变化不大的一段道岔内把单个线阵换能器放在不同轨头截面相对平稳的位置处。
针对道岔钢轨的面缺陷以及体缺陷，采用相控阵换能器作为道岔伤损检测的一种方法，克服了常规超声由于声束的方向性造成的在缺陷检出和定量上的限制，通过不同的扫查方式能够全面覆盖轨头、轨腰以及轨底的区域，以及更清楚的识别钢轨轨头和轨底处的伤损。
以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.道岔钢轨伤损辨识方法，其特征在于：包括以下步骤：
一、检测轨底缺陷：使用一对线阵换能器，分别静止放置于轨底的两侧，通过设置不同的角度对轨底区域进行扇形扫查，对覆盖区域下的缺陷进行电子扫描检测；
二、检测轨腰缺陷：使用单个线阵换能器，用扇形扫查并且通过设置不同扫查角度来覆盖整个道岔钢轨的轨腰区域；
三、检测轨头缺陷：把单个线阵换能器放在不同轨头截面平稳的位置处，通过设定不同的扫查角度以及不同的摆放位置将道岔钢轨的轨头区域完全覆盖，用扇形扫查进行检测。
2.根据权利要求1所述的道岔钢轨伤损辨识方法，其特征在于：步骤一中，一对线阵换能器分别通过夹具及耦合楔块固定。
3.根据权利要求1所述的道岔钢轨伤损辨识方法，其特征在于：步骤一中，采用一发一收的模式对相控阵覆盖区域下的缺陷进行电子扫描检测。
4.根据权利要求1所述的道岔钢轨伤损辨识方法，其特征在于：步骤三中，线阵换能器用夹具以及耦合楔块固定。
5.根据权利要求1所述的道岔钢轨伤损辨识方法，其特征在于：步骤三中，在截面形式变化不大的一段道岔内把单个线阵换能器放在不同轨头截面相对平稳的位置处。
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