張照陽

摘要：為了保障列車高速運行的安全，提高鐵路維修部門的維修效率和能力，無損檢測技術(shù)和特種車輛動態(tài)檢測試驗技術(shù)等常被結(jié)合實際使用，為鐵路列車在運行過程全站過程監(jiān)測提供可靠安全保障。本文主要對無損檢測技術(shù)和車輛動態(tài)檢測技術(shù)進行了具體的分析，這位鐵路車輛的檢修維護提供了重要的保障。

關(guān)鍵詞：超聲波檢測;磁粉檢測;車輛動態(tài)檢測

引言

鐵路是中國重要的交通工具，占中國交通工具的70%。鐵路提速和高負(fù)荷的進一步發(fā)展，特別的是中國高速鐵路系統(tǒng)的建設(shè)快速發(fā)展，對中國鐵路運輸?shù)能囕v運行及安全防護提出了一系列更加復(fù)雜嚴(yán)格細(xì)致的要求。鐵路車輛的無損維修及保養(yǎng)設(shè)備應(yīng)用工程中常見的方法主要可粗略分為如下兩類。一種方法是一種在確保車輛無法拆卸損壞的狀態(tài)前提下所應(yīng)用到的靜態(tài)無損檢測處理技術(shù)，主要被用于保持車輛在靜止工作狀態(tài)，包括超聲波探傷檢測和磁粉檢測。二是用于車輛運行中的車輛動態(tài)傳感技術(shù)。

一、無損檢測技術(shù)

1.超聲波檢測技術(shù)

1.1.車軸的超聲波檢測

要使用超聲波檢測軸故障的時候必須首先確定目標(biāo)是空心軸還是實心軸。當(dāng)檢測目標(biāo)為空心軸時，可快速將直尺探頭垂直插入軸中心位置的通信孔，一次掃描后即可準(zhǔn)確實現(xiàn)全面的檢測。若主要檢測對象均為實心車軸，則將分析車軸兩端易產(chǎn)生缺陷的主要部位集中在應(yīng)力變化較大的主要部位，如車軸頸部的內(nèi)側(cè)根部和外側(cè)（10-30mm）和車輪座墊的內(nèi)側(cè)（5-30毫米）。此外，驅(qū)動齒輪的內(nèi)外零件也容易產(chǎn)生疲勞裂紋。如果故障不易檢測，則應(yīng)使用各種角度探頭進行全面檢查，尤其是在車輪不返回的情況下。

1.2車輪檢測

根據(jù)裂紋的擴展的方向，裂紋可簡單定義為周軸向的裂紋、徑向裂紋和斜向裂紋。周軸向裂紋沿車輪的周邊逐漸出現(xiàn)，并可以在某一定的程度往上逐漸延伸到原車輪胎面，使車輪更容易脫落或開裂。車輪直徑延伸產(chǎn)生的徑向裂紋也是車輪裂紋中少見的一類高危裂紋，可能會導(dǎo)致車輪出現(xiàn)裂紋。與直徑成了一定的角度的斜切裂紋其擴展的速度則相對地較慢，風(fēng)險較低。使用超聲波雙晶探頭掃描胎面時，只能檢測到周邊裂紋，對徑向裂紋和斜向裂紋的檢測能力很低。要檢測徑向和傾斜裂紋，需要折射角大于 62°的傾斜探頭。

1.3輪輞、輪緣檢測

在利用超聲波傳感檢測缺陷的過程中，車輪和輪輞是車輪上最難檢測的位置，因為沒有合適的傳感面，難以獲得傳感角度。 經(jīng)過長時間的實踐，得出結(jié)論，使用大角度橫波探頭，可以得到車輪圓周界面的多次反射。 縱向探頭法用于輪輞裂紋的檢測時，無論是直探頭還是雙元件探頭，幾乎不可能檢測出輪緣裂紋，因此輪緣裂紋檢測通常采用：大角度剪切波故障檢測。

2.磁粉檢測

磁粉檢測是鐵路車輛維修中應(yīng)用最廣泛的無損檢測方法。磁粉測試是一種非破壞性測試，使用鐵磁磁粉作為傳感器，對磁異常的位置、大小和形狀特征、磁影響程度和損壞程度提供最直觀的指示。根據(jù)磁粉測量儀的各種顯微觀察工具和測量方法，可進一步分為接觸式半熒光磁粉測量儀和非接觸式半熒光磁粉測量儀。根據(jù)連續(xù)磁化實驗中添加到磁性樣品中的熒光磁粉的粒徑類型，磁性儀器可分為濕式電磁化和干式電磁化。根據(jù)熒光磁粉檢測儀每次連續(xù)的加入的熒光磁粉材料粒度的剩余磁化的時間，可分為連續(xù)法和剩磁法。磁粉檢測技術(shù)主要針對磁性材料表面的缺陷。該檢測方法可用于馬氏體不銹鋼等磁性材料，該檢測方法也可用于相同性能的沉淀硬化不銹鋼。

二、車輛動 態(tài)檢測技術(shù)

為全面保障客運車輛平穩(wěn)安全的穩(wěn)定線路運行，提高線路列車線路運行服務(wù)效率，鐵路部門普遍采用列車軸溫實時檢測、故障狀態(tài)檢測等多種綜合動態(tài)檢測技術(shù)，對行進列車的重要行走部位進行全面檢查。

1.軸溫檢測

車軸溫度傳感器用于實時檢測高壓動車組列車和鐵路客車的熱軸溫，監(jiān)測軸溫，防止旅客列車熱軸溫度燒傷列車事故情況的意外發(fā)生。以貨運列車為例，采用機車車輛軸溫智能傳感設(shè)備（THDS）實現(xiàn)定點軸溫傳感。 紅外線車軸溫度的傳感方式是一種基于維恩位移定律，通過計算由不同的溫度車軸所發(fā)出去的紅外線輻射來間接推斷車軸溫度。車軸溫度紅外傳感儀通過紅外熱敏電阻檢測器或紅外光子探測器來接收到紅外光，并能夠?qū)⑵渲苯愚D(zhuǎn)換輸出為紅外電信號輸出以方便進行數(shù)據(jù)計算處理。由于軸溫檢測精度高，可防止列車熱軸割斷事故。

2.故障動態(tài)圖像檢測

在現(xiàn)有的車輛檢測技術(shù)中，車輛巡檢員在車站檢查整車情況，人工操作不僅工作環(huán)境差，而且列車要長時間停靠，影響整體運輸效率。這個問題可以通過使用車輛缺陷動態(tài)圖像檢測系統(tǒng)來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的手動車輛檢測來解決。 TFDS系統(tǒng)是世界首個可以應(yīng)用于國際貨運列車動態(tài)圖像檢測上的鐵路車輛缺陷動態(tài)圖像采集檢測應(yīng)用系統(tǒng)。缺陷動態(tài)圖像采集檢測系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用的主要核心關(guān)鍵技術(shù)是高清圖像的采集處理技術(shù)，基于高清攝像頭系統(tǒng)的成熟開發(fā)應(yīng)用，必能解決很多的高清靜態(tài)圖片采集傳輸問題。圖像及傳感系統(tǒng)技術(shù)研究的迅速進步還推動起了低速客車的TVDS系統(tǒng)研究和中國動車組列車TEDS系統(tǒng)等在高鐵軌道系統(tǒng)技術(shù)中應(yīng)用領(lǐng)域的較全面發(fā)展。

3.車輛輪對狀態(tài)在線檢測系統(tǒng)

輪對是列車的主要承載結(jié)構(gòu)，輪面損壞會導(dǎo)致嚴(yán)重的交通事故。輪對狀態(tài)在線檢測系統(tǒng)主要檢測輪輞厚度、輪輞高度、胎面磨損、輪對內(nèi)距、輪徑、輪輞寬度等車輪，可實現(xiàn)輪對每次入庫狀態(tài)的動態(tài)檢測。

結(jié)束語

隨著動車組列車的快速發(fā)展，鐵路車輛運行速度加快，貨運列車也實現(xiàn)了高載提速，對列車運行的安全性和車輛部的維修能力提出了更高的要求。鐵路車輛維修部可結(jié)合車輛動態(tài)跟蹤檢測監(jiān)控技術(shù)平臺和車輛靜態(tài)無損跟蹤檢測監(jiān)控技術(shù)，對全鐵路車輛質(zhì)量進行三維綜合動態(tài)檢測。 一般來說，動態(tài)檢測將行駛記錄儀中看到的故障車輛主要從整車外觀缺陷、行駛記錄質(zhì)量、軸承溫度異常和輪對磨損狀態(tài)這四個主要方面進行?？梢酝ㄟ^無損檢測技術(shù)檢測轉(zhuǎn)向架、輪對和軸承等關(guān)鍵運動部件的微小缺陷和內(nèi)部缺陷。

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