CN219320174U - 钢轨焊缝复合检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种钢轨焊缝复合检测装置，涉及焊缝检测的技术领域，包括机架、编码器、串列式探头、复合收发探头、0°双晶探头、无偏角70°探头和对中支架，机架的内部嵌设有串列式探头、复合收发探头、0°双晶探头和无偏角70°探头，机架的尾部设置有编码器、中部侧板上铰接有对中支架，串列式探头、复合收发探头、0°双晶探头、无偏角70°探头和编码器均与探伤仪通讯连接。本实用新型可同时激发多角度入射声波，完成串列矩阵、复合单收发、双晶、穿透、轨头70°全覆盖等多种扫查功能，可对焊缝轨头及轨腰投影区域进行覆盖，一次扫查即可完成检测，检测范围不变的情况下进行探头整合，提高检测缺陷的能力和效率，降低劳动强度。

Description

钢轨焊缝复合检测装置

技术领域

本实用新型涉及焊缝检测的技术领域，特别是涉及钢轨焊缝复合检测装置。

背景技术

铁路重载线路存在大量焊缝(主要包括:铝热焊、闪光焊、气压焊、厂焊等)并逐年增加。钢轨焊缝由于受焊接工艺、线路养护、重载运输等多方面因素的影响，而易产生伤损甚至造成钢轨折断影响行车安全。

目前，我国铁路钢轨焊缝探伤作业中由于钢轨形状的原因主要采用单探头和双探头两种方法对焊缝不同部位进行扫查：K2.5横波探头扫查轨头；K2.5横波探头扫查轨底；K1横波探头对轨墙进行扫查；0°探头探伤；双探头轨头轨底探伤；轨腰串列式扫查探伤。普通串列式扫查架为两个探头型扫查装置，每次开合一次只能完成一个横截面扫查，其有效扫查宽度约10mm。若要完成钢轨焊缝两边各200mm的串列扫查，需要分段每10mm扫查一次，完成一次焊缝及热影响区扫查需要扫查40次，操作繁琐、劳动效率低下，每处焊缝均需要进行全断面探伤，所用到的探头种类非常多，工序繁琐。现有的钢轨综合探伤仪，例如公开号为CN209247700U的专利中，结构复杂，使用很不方便。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种钢轨焊缝复合检测装置，以解决上述现有技术存在的问题，使探头整合进行一次性全断面探伤，结构简单、使用方便，提高检测缺陷的能力和检测效率，降低劳动强度。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

本实用新型提供了一种钢轨焊缝复合检测装置，包括机架、编码器、串列式探头、复合收发探头、0°双晶探头、无偏角70°探头和对中支架，所述机架的内部嵌设有所述串列式探头、所述复合收发探头、所述0°双晶探头和所述无偏角70°探头，所述机架的尾部设置有所述编码器、中部侧板上铰接有所述对中支架，所述对中支架能够使各个探头与轨道顶面在推行过程中始终保持对中，所述串列式探头、所述复合收发探头、所述0°双晶探头、所述无偏角70°探头和所述编码器均通过数据线与探伤仪通讯连接。

优选的，所述机架的顶面设置有握持用的把手和集成数据线插口、侧面设置有刻度尺。

优选的，所述编码器的滚轮与钢轨的顶面相接触。

优选的，所述串列式探头包括一个相邻设置的双晶探头和等间距设置的八个单晶探头，所述双晶探头位于所述单晶探头的前方。

优选的，所述单晶探头的间距为30mm，所述双晶探头位于所述单晶探头的间距为13mm，所述串列式探头的K值为0.8。

优选的，所述0°双晶探头设置于第一个单晶探头和第二个单晶探头之间。

优选的，所述复合收发探头包括间距220mm的A探头和B探头，所述A探头位于所述双晶探头的前方，所述B探头位于所述单晶探头的后方，所述A探头和所述B探头能够做为单探头自发自收反射法使用或者双探头一发一收穿透法使用。

优选的，所述机架的前端设置有三个不同角度的所述无偏角70°探头，所述无偏角70°探头位于所述A探头的前方，三个所述无偏角70°探头的扫描范围能够覆盖钢轨的轨头。

优选的，所述机架底面设置的三个用于安装所述无偏角70°探头的卡槽中，两端的卡槽关于中间的卡槽对称设置，中间的卡槽为0°卡槽，两端的卡槽为可调可调角度卡槽，所述无偏角70°探头转动设置于所述机架上且通过一插销滑动设置于所述可调角度卡槽内，所述可调角度卡槽对所述无偏角70°探头的限位角度分别为15.8°和11.2°。

优选的，所述对中支架包括调节件、固定件、调节手柄和滚轴，所述调节件的一端与所述机架固定连接、另一端通过所述调节手柄与所述固定件螺纹连接，所述调节件或者所述固定件上设置有用于所述调节手柄贯穿的腰型孔，所述固定件的末端转动连接有所述滚轴，所述滚轴用于滚动匹配在轨头的侧面。

本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：

本实用新型的多通道、多模式同时扫查可同时激发多角度入射声波，可同时完成串列矩阵、复合单收发、双晶、穿透、轨头70°全覆盖等多种扫查功能，可对焊缝轨头及轨腰投影区域进行覆盖，一次扫查即可完成检测，探伤仪系统可以将缺陷的真实深度位置信息显示在钢轨焊缝的模拟示意图中，并提供缺陷的深度和水平位置信息，在保证检测范围不变的情况下，进行探头整合，缩短检测时间，提高检测缺陷的能力和效率，降低劳动强度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型钢轨焊缝复合检测装置的结构示意图一；

图2为本实用新型钢轨焊缝复合检测装置的结构示意图二；

图3为本实用新型钢轨焊缝复合检测装置的结构示意图三；

图4为本实用新型中串列式扫查的原理示意图；

图5为本实用新型中串列式扫查的实验数据图；

图6为本实用新型中单收发扫查的原理示意图；

图7为本实用新型中穿透扫查的原理示意图；

图8为本实用新型中0°单探头双晶的使用原理示意图；

图9为本实用新型中70°探头扫查的原理示意图；

图10为本实用新型中70°探头扫查的覆盖原理示意图；

图11为本实用新型中70°探头扫查的一次波覆盖原理示意图；

图12为本实用新型中70°探头扫查的二次波覆盖原理示意图；

图13为本实用新型中一个70°探头扫查的转动限位结构的示意图一；

图14为本实用新型中另一个70°探头扫查的转动限位结构的示意图二；

其中：11-机架，12-编码器，13-检测探头，14-把手，15-集成数据线插口，16-刻度尺，17-滚轴，18-调节件，19-固定件，20-调节手柄，21-插销，22-可调角度卡槽。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的目的是提供一种钢轨焊缝复合检测装置，以解决现有技术存在的问题，使探头整合进行一次性全断面探伤，结构简单、使用方便，提高检测缺陷的能力和检测效率，降低劳动强度。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1至图14所示：本实施例提供了一种钢轨焊缝复合检测装置，包括机架1、编码器12、串列式探头、复合收发探头、0°双晶探头、无偏角70°探头和对中支架，机架1的内部嵌设有串列式探头、复合收发探头、0°双晶探头和无偏角70°探头，机架1的尾部设置有编码器12、中部侧板上铰接有对中支架，对中支架能够使各个探头与轨道顶面在推行过程中始终保持对中，串列式探头、复合收发探头、0°双晶探头、无偏角70°探头和编码器12均通过数据线与探伤仪通讯连接。本实施例能对钢轨焊缝及轨腰热影响区进行全断面组合扫查，并实现直观B型显示，显示方式具有全屏A显、A/B同显、全屏B显等显示方式；具有B显定位功能，且定位误差不大于5mm，并能满足P43～P75不同轨型的探伤需要。

机架1的顶面设置有握持用的把手14和集成数据线插口15，便于操作和进行数据传输。编码器12的滚轮与钢轨的顶面相接触，记录检测装置的移动位移，便于判断缺陷的具体位置。机架1的侧面设置有刻度尺16。本实施例的机架1为一矩形框架，各个检测探头13嵌设于机架1的底面上。

串列式探头包括一个相邻设置的双晶探头（本实施例图中编号0-1，为发射探头）和等间距设置的八个单晶探头（本实施例图中编号2-9，为接收探头），双晶探头位于单晶探头的前方，用于轨道的轨头到轨底的探伤。单晶探头的间距为30mm，双晶探头位于单晶探头的间距为13mm，串列式探头的K值为0.8，2发10收。0°双晶探头（本实施例图中编号C）设置于第一个单晶探头和第二个单晶探头之间，探头C为0°单探头双晶，以一发一收工作，既可用于耦合监控，也可用于轨腰横向缺陷的探伤。复合收发探头包括间距220mm的A探头和B探头，A探头位于双晶探头的前方，B探头位于单晶探头的后方，A探头和B探头能够做为单探头自发自收反射法使用或者双探头一发一收穿透法使用，用于轨道的轨头到轨底的纵向缺陷探伤。

机架1的后端设置有三个不同角度的无偏角70°探头（本实施例图中编号F1/F2/F3），无偏角70°探头位于A探头的前方，三个无偏角70°探头的扫描范围能够覆盖钢轨的轨头。根据晶片宽度和声束扩散特性，无偏角70°探头的声束覆盖范围约为轨头总面积的20%，主要用于探测轨头中部；根据两端的偏角70°探头两次声波的覆盖范围，再在中间增加一个无偏角70°探头探测，三个70°探头同时使用，声束可覆盖整个轨头范围（如图10 -图12所示），即可满足轨头全面扫查的目的。机架底面设置的三个用于安装无偏角70°探头的卡槽中，两端的卡槽关于中间的卡槽对称设置，中间的卡槽为0°卡槽，两端的卡槽为可调可调角度卡槽22，无偏角70°探头转动设置于所述机架上且通过一插销21滑动设置于可调角度卡槽22内，可调角度卡槽22对无偏角70°探头的限位角度分别为15.8°（虚线部分）和11.2°（实线部分）。本实施例中根据对应型号的轨型，使三个无偏角70°探头发射的声波的入射角分别选择设置为15.8°（左偏）、0°、 -15.8°（右偏），或者11.2°（左偏）、0°、 -11.2°（右偏）。其中，43kg、60kg轨型采用15.8°，50kg、75kg轨型采用11.2°，根据检测轨型不同，调整至相应位置。如图13-图14所示，两端无偏角70°探头的上表面上设置有一弧形的可调角度卡槽22，可调角度卡槽22的两端为插孔，机架的侧壁上插接有一插销21，插销21能够与插孔相匹配，拉高插销21后无偏角70°探头可绕转轴转动，插销21可在可调角度卡槽22内滑动，滑至插孔后插销21插入插孔，可对无偏角70°探头进行锁紧。

对中支架包括调节件18、固定件19、调节手柄20和滚轴17，调节件18的一端与机架固定连接、另一端通过调节手柄20与固定件19螺纹连接，调节件18或者固定件19上设置有用于调节手柄20贯穿的腰型孔，固定件19的末端转动连接有滚轴17，滚轴17用于滚动匹配在轨头的侧面，起限位作用，保障探头与轨道顶面的在推行过程中始终保持对中，确保探测精度。调节手柄20为一带扭柄的螺栓，若调节件18上是腰型孔，则固定件19上是螺纹孔且位于调节手柄20的最外端；若固定件19是腰型孔，则调节件18上是螺纹孔且位于调节手柄20的最外端，便于调节手柄20通过螺纹锁紧之间的腰型孔件。

本实施例的钢轨焊缝复合检测装置，进行钢轨焊缝全断面探伤时，将各个检测探头13所在的机架1底面放置于轨头顶面，调节对中支架与轨道的距离，使滚轴17侧贴于轨头的侧面，手握持在把手上推动机架朝焊缝方向推进即可。当本实施例的钢轨焊缝复合检测装置推行过钢轨焊缝，即可同时完成串列矩阵、复合单收发、双晶、穿透等多种扫查功能，可以取代原双K0.75串列轨腰扫查架，提升检测能力和检测效率，能对钢轨焊缝及轨腰热影响区进行全断面组合扫查，并实现直观B型显示，具有B显定位功能且定位误差不大于5mm，并能满足P43～P75不同轨型的探伤需要。

本说明书中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种钢轨焊缝复合检测装置，其特征在于：包括机架、编码器、串列式探头、复合收发探头、0°双晶探头、无偏角70°探头和对中支架，所述机架的内部嵌设有所述串列式探头、所述复合收发探头、所述0°双晶探头和所述无偏角70°探头，所述机架的尾部设置有所述编码器、中部侧板上铰接有所述对中支架，所述对中支架能够使各个探头与轨道顶面在推行过程中始终保持对中，所述串列式探头、所述复合收发探头、所述0°双晶探头、所述无偏角70°探头和所述编码器均通过数据线与探伤仪通讯连接。

2.根据权利要求1所述的钢轨焊缝复合检测装置，其特征在于：所述机架的顶面设置有握持用的把手和集成数据线插口、侧面设置有刻度尺。

3.根据权利要求1所述的钢轨焊缝复合检测装置，其特征在于：所述编码器的滚轮与钢轨的顶面相接触。

4.根据权利要求1所述的钢轨焊缝复合检测装置，其特征在于：所述串列式探头包括一个相邻设置的双晶探头和等间距设置的八个单晶探头，所述双晶探头位于所述单晶探头的前方。

5.根据权利要求4所述的钢轨焊缝复合检测装置，其特征在于：所述单晶探头的间距为30mm，所述双晶探头位于所述单晶探头的间距为13mm，所述串列式探头的K值为0.8。

6.根据权利要求4所述的钢轨焊缝复合检测装置，其特征在于：所述0°双晶探头设置于第一个单晶探头和第二个单晶探头之间。

7.根据权利要求4所述的钢轨焊缝复合检测装置，其特征在于：所述复合收发探头包括间距220mm的A探头和B探头，所述A探头位于所述双晶探头的前方，所述B探头位于所述单晶探头的后方，所述A探头和所述B探头能够做为单探头自发自收反射法使用或者双探头一发一收穿透法使用。

8.根据权利要求7所述的钢轨焊缝复合检测装置，其特征在于：所述机架的前端设置有三个不同角度的所述无偏角70°探头，所述无偏角70°探头位于所述A探头的前方，三个所述无偏角70°探头的扫描范围能够覆盖钢轨的轨头。

9.根据权利要求8所述的钢轨焊缝复合检测装置，其特征在于：所述机架底面设置的三个用于安装所述无偏角70°探头的卡槽中，两端的卡槽关于中间的卡槽对称设置，中间的卡槽为0°卡槽，两端的卡槽为可调角度卡槽，所述无偏角70°探头转动设置于所述机架上且通过一插销滑动设置于所述可调角度卡槽内，所述可调角度卡槽对所述无偏角70°探头的限位角度分别为15.8°和11.2°。

10.根据权利要求1所述的钢轨焊缝复合检测装置，其特征在于：所述对中支架包括调节件、固定件、调节手柄和滚轴，所述调节件的一端与所述机架固定连接、另一端通过所述调节手柄与所述固定件螺纹连接，所述调节件或者所述固定件上设置有用于所述调节手柄贯穿的腰型孔，所述固定件的末端转动连接有所述滚轴，所述滚轴用于滚动匹配在轨头的侧面。

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