CN218629636U - 钢轨探伤模型试验装置 - Google Patents

Abstract

一种钢轨探伤模型试验装置，涉及钢轨探伤技术领域，包括钢轨试块，钢轨试块上设有用于模拟钢轨近表面线面状裂纹的片状缺陷，所述片状缺陷位于轨腰或轨底，该片状缺陷为轨腰水平片状缺陷或轨腰竖直片状缺陷或轨底片状缺陷；本实用新型的片状缺陷弥补现有试验装置缺少对钢轨近表面线面状裂纹的模拟的不足，通过本实用新型可以快速识别钢轨的片状缺陷，提高机车的行车安全，利用本实用新型分别与直探头和斜探头做对比实验，可快速判断反射波是否为缺陷反射波，很容易识别钢轨上的片状缺陷，大大降低漏探伤概率，提高检出效率及准确度。

Description

钢轨探伤模型试验装置

技术领域

本实用新型涉及钢轨探伤技术领域，特别是一种钢轨探伤模型试验装置。

背景技术

目前，源于现有标准钢轨焊接接头判废条件均以孔当量衡量，在国内外市场上钢轨探伤标准钢轨试块和比对钢轨试块大多用圆孔模拟缺陷，常见对比钢轨试块有GHT-1型双探头对比钢轨试块和GHT-5型单探头对比钢轨试块；授权公告号为CN206627479U的实用新型专利公开了“一种钢轨焊缝超声波检测钢轨试块”，该钢轨试块的轨头、轨腰和轨底上分别设置人工反射孔，用于钢轨焊缝超声波检测装置灵探伤敏度校准、手工探伤灵敏度校准；

施工现场中钢轨受到各类机械损伤，这些损伤大多以片状形式出现；目前的钢轨试块缺少对钢轨线状、面状缺陷的模拟，特别是钢轨近表面线面状裂纹（片状缺陷）的模拟，模拟片状缺陷的试块按照分类属于槽口型缺陷试块，而且因为多数情况下槽口型缺陷可用磁粉检测、渗透检测等表面检测手段进行无损检测，从而模拟片状缺陷的试块更加少，但磁粉探伤仅适用于铁磁性材料，也仅能显出缺陷的长度和形状，而难以确定其深度，对剩磁有影响的一些工件，经磁粉探伤后还需要退磁和清洗；在钢轨焊接接头特别是对闪光对焊接头，易形成片状缺陷，片状缺陷的危害也很大，不可忽视，钢轨受力时，易造成钢轨剪切破坏，所以对片状缺陷的识别尤为重要。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种钢轨探伤模型试验装置，以解决现有试验装置缺少对钢轨片状缺陷的模拟和识别，影响机车的行车安全、钢轨近表面线面状裂纹的缺陷难以检出，检出效率和准确度低的问题。

解决上述技术问题的技术方案是：一种钢轨探伤模型试验装置，包括钢轨试块，所述钢轨试块上设有用于模拟钢轨近表面线面状裂纹的片状缺陷。

本实用新型的进一步技术方案是：所述片状缺陷位于轨腰或轨底，该片状缺陷为轨腰水平片状缺陷或轨腰竖直片状缺陷或轨底片状缺陷。

本实用新型的进一步技术方案是：所述轨腰水平片状缺陷的长度L1为1～10mm，宽度K1为10～30mm，厚度H1为0.1～0.5mm。

本实用新型的进一步技术方案是：所述轨腰竖直片状缺陷的长度L2为1～10mm，宽度K2为1～3mm，高度H2为10～30mm。

本实用新型的进一步技术方案是：所述轨底片状缺陷的长度L3为10～30mm，宽度K3为1～3mm，高度H3为1～3mm。

由于采用上述结构，本实用新型之钢轨探伤模型试验装置与现有技术相比，具有以下有益效果：

1.提高机车行车安全

本实用新型包括钢轨试块，钢轨试块上设有用于模拟钢轨近表面线面状裂纹的片状缺陷，弥补现有试验装置缺少对钢轨线状、面状缺陷的模拟和识别，特别是钢轨近表面线面状裂纹的模拟的不足，通过本实用新型可以快速识别钢轨的片状缺陷，提高机车的行车安全。

2.提高检出效率及准确度

本实用新型的片状缺陷位于轨腰或轨底，该片状缺陷为轨腰水平片状缺陷或轨腰竖直片状缺陷或轨底片状缺陷，不仅模拟了不同位置的片状缺陷，并且在轨腰处还模拟了竖直和水平方向的片状缺陷；本实用新型分别与直探头和斜探头做对比实验，通过实验，为现场探伤中快速判断轨腰焊筋位置出现的反射波是否为缺陷反射波提供了有力的数据支撑，以及由于轨腰部分扫射能量发散，针对性的采用斜探头从轨腰两侧面对轨腰进行扫查，更容易识别钢轨上的片状缺陷，大大降低漏探伤概率，提高检出效率及准确度。

3.结构简单，检测灵敏

本实用新型的片状缺陷制作简单，为其他复杂结构上制作对比缺陷提供很大的参考价值，并且能准确模拟钢轨的伤损情况，使检测灵敏度更合理。

4.本实用新型通过已知方向和尺寸的人工片状缺陷，模拟钢轨近表面线面状裂纹的缺陷，可用于探伤设备的校准和练习。

5.现有的孔状缺陷探测都是着重钢轨内部缺陷的发现与比较判断，本实用新型侧重于表面机械损伤及近表面缺陷的超声探伤研究，可为表面不宜进行磁粉检测、渗透检测的结构件的无损检测带来参考价值。

附图说明

图1:实施例一所述的具有轨腰水平片状缺陷的钢轨探伤模型试验装置的结构示意图；

图2:采用直探头从轨头踏面对图1中的轨腰水平片状缺陷探伤扫查的波形图；

图3:采用直探头从钢轨底面对图1中的轨腰水平片状缺陷探伤扫查的波形图；

图4: 实施例一所述的具有轨腰竖直片状缺陷的钢轨探伤模型试验装置的结构示意图；

图5:采用直探头从钢轨底面对图4中的轨腰竖直片状缺陷探伤扫查的波形图；

图6:采用K1探头从轨头踏面对图4中的轨腰竖直片状缺陷探伤扫查的波形图；

图7:实施例一所述的具有轨底片状缺陷的钢轨探伤模型试验装置的结构示意图；

图8:采用K2.5探头从轨底斜面对图7中的轨底片状缺陷探伤扫查的波形图；

图中：

1-钢轨试块，11-轨腰水平片状缺陷，12-轨腰竖直片状缺陷，13-轨底片状缺陷。

具体实施方式

实施例一

一种钢轨探伤模型试验装置，包括钢轨试块1，所述钢轨试块1上设有用于模拟钢轨近表面线面状裂纹的片状缺陷（槽口型缺陷），片状缺陷在几何大小上，厚度比圆孔的当量要小，片状缺陷位于轨腰或轨底，该片状缺陷为轨腰水平片状缺陷11或轨腰竖直片状缺陷12或轨底片状缺陷13；

所述轨腰水平片状缺陷11的长度L1为1～10mm，宽度K1为10～30mm，厚度H1为0.1～0.5mm；所述轨腰竖直片状缺陷12的长度L2为1～10mm，宽度K2为1～3mm，高度H2为10～30mm；所述轨底片状缺陷13的长度L3为10～30mm，宽度K3为1～3mm，高度H3为1～3mm；

如图1所示，所述轨腰水平片状缺陷11的长度L1为5mm，宽度K1为20mm ，厚度H1为0.3mm；

采用直探头从轨头踏面对图1中的轨腰水平片状缺陷探伤扫查，反射波情况如图2所示，其中一个为轨腰水平片状缺陷反射波，一个为底面（钢轨底面）反射波，其中显示深度为102.2mm的反射波即为该缺陷的反射波，即显示该缺陷位置为轨头顶面向下102.2mm，与实际情况存在2mm误差；采用直探头从钢轨底面对图1中的轨腰水平片状缺陷探伤扫查，反射波情况如图3所示，其中一个为缺陷反射波，一个为底面（轨头踏面）反射波，其中显示深度为79.5mm的反射波即为该缺陷的反射波，即显示该缺陷位置为钢轨底面向上79.5mm，与实际情况存在2mm误差；

对图1中的轨腰水平片状缺陷扫查结果综合分析：对于轨腰位置从表面深入至内部5mm深度的轨腰水平片状缺陷，通过直探头无论从轨头踏面还是钢轨底面扫查都可以比较容易的发现该缺陷的存在，但是由于不是探头主声束打到该缺陷，水平片状缺陷的位置会存在2mm误差；

如图4所示，所述轨腰竖直片状缺陷12的长度L2为5mm，宽度K2为2mm，高度H2为20mm；

采用直探头从钢轨底面对图4中的轨腰竖直片状缺陷探伤扫查，反射波情况如图5所示，其中一个为轨腰竖直片状缺陷反射波，一个为底面（轨头踏面）反射波，其中显示深度为58.7mm的反射波即为该缺陷的反射波，即显示该缺陷位置为钢轨底面向上58.7mm，符合实际情况；采用K1探头从轨头踏面对图4中的轨腰竖直片状缺陷探伤扫查，反射波情况如图6所示，此时出现强烈反射波，该反射波即轨腰竖直片状缺陷反射波，其显示深度位置为92.9mm，符合实际情况；

对图4中的轨腰竖直片状缺陷扫查结果综合分析：对于轨腰位置从表面深入至内部5mm深度的轨腰竖直片状缺陷，通过直探头从钢轨底面扫查以及通过K1探头从轨头踏面扫查都可以比较容易的发现缺陷的存在，并且通过K1探头从轨头踏面扫查结果更为明显；为方便操作，现场可不考虑增加直探头从底面进行扫查；

如图7所示，所述轨底片状缺陷13的长度L3为20mm，宽度K3为2.2mm，高度H3为3mm；

采用K2.5探头从轨底斜面对图7中的轨底片状缺陷探伤扫查，反射波情况如图8所示，此时出现强烈反射波，该反射波即轨底片状缺陷反射波，其显示深度位置为15.1mm，符合实际情况；

对图7中的轨底片状缺陷扫查结果综合分析：对于钢轨底面下表面深入至内部3mm深度的轨底片状缺陷，通过K2.5探头从轨底斜面探伤扫查可以比较容易的发现该缺陷的存在，并且该缺陷波波幅很高；根据这结果特点，可考虑增加斜探头从轨腰两侧面对轨腰进行扫查，可大大降低漏探伤概率。

Claims (1)

1.一种钢轨探伤模型试验装置，包括钢轨试块（1），所述钢轨试块（1）上设有用于模拟钢轨近表面线面状裂纹的片状缺陷，其特征在于：所述片状缺陷位于轨腰或轨底，该片状缺陷为轨腰水平片状缺陷（11）或轨腰竖直片状缺陷（12）或轨底片状缺陷（13），所述轨腰水平片状缺陷（11）的长度L1为1～10mm，宽度K1为10～30mm，厚度H1为0.1～0.5mm，所述轨腰竖直片状缺陷（12）的长度L2为1～10mm，宽度K2为1～3mm，高度H2为10～30mm，所述轨底片状缺陷（13）的长度L3为10～30mm，宽度K3为1～3mm，高度H3为1～3mm。

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