2017無損探傷技術(shù)論文(2)
2017無損探傷技術(shù)論文篇二
高鐵產(chǎn)品生產(chǎn)中的無損探傷技術(shù)
摘 要：本文以作者參與設(shè)計(jì)的京滬高鐵牽引變流器為例，主要闡述了無損探傷在鐵路產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的重要性及幾種無損探傷方法的比較。
關(guān)鍵詞：無損探傷，高鐵產(chǎn)品，牽引變流器
一 前言
隨著近年來中國高速鐵路的迅猛發(fā)展以及最近幾年火車安全事故的時(shí)有發(fā)生，鐵道部對本來已經(jīng)嚴(yán)格要求的鐵路產(chǎn)品質(zhì)量又增加了控制的力度。本文以作者從事設(shè)計(jì)的京滬高鐵牽引變流器為切入點(diǎn)，以理論和實(shí)際相結(jié)合，來分析一下高鐵產(chǎn)品鈑金件無損探傷的重要性及方法。
無損探傷是在不損壞工件或原材料工作狀態(tài)的前提下，對被檢驗(yàn)部件的表面和內(nèi)部質(zhì)量進(jìn)行檢查的一種測試手段，近年來在鐵路行業(yè)廣泛使用。鐵道部曾在1987年頒布《鐵道部關(guān)于鐵路機(jī)車零、部件無損探傷規(guī)則》，其中就對無損探傷的重要性，無損探傷人員的技術(shù)資格以及無損探傷的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)作了明確的規(guī)定。之后，鐵道部又相繼頒布了針對各零部件的無損探傷的詳細(xì)標(biāo)準(zhǔn)，為鐵路產(chǎn)品的生產(chǎn)及檢測提供了有力的理論依據(jù)。
二 無損探傷在鐵路產(chǎn)品生產(chǎn)中的應(yīng)用
(一) 無損檢測的應(yīng)用對象分析
無損探傷針對鐵路產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)損傷，大致可以分為以下幾種：1，金屬原材料在生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的內(nèi)部疏松。例如鑄件內(nèi)部的氣孔和裂縫，熱壓板內(nèi)部的砂眼和線型缺陷等。2，生產(chǎn)及運(yùn)輸過程中發(fā)生碰撞，導(dǎo)致金屬表面產(chǎn)生凹坑及劃傷。3，零部件長期存放及存放環(huán)境惡劣所造成的表面生銹及腐蝕。
在我司京滬高鐵牽引變流器的生產(chǎn)中，主要出現(xiàn)的問題是第一種情況。京滬高鐵牽引變流器重達(dá)2.2噸，依靠四個(gè)吊梁懸掛在車廂底部。長期承受其自身重力及機(jī)車高速行駛所產(chǎn)生的交變沖擊力，因此這四個(gè)吊梁作用及其重要。吊梁的材質(zhì)為熱壓板，為了保證每個(gè)吊梁符合要求，在生產(chǎn)之前，對每個(gè)吊梁進(jìn)行100%的UT檢測和10%的PT或者M(jìn)T抽檢，發(fā)現(xiàn)不合格品，馬上廢棄。
(二) 無損探傷的方法及應(yīng)用
常用的無損探傷有磁粉探傷(Magnetic particle Testing縮寫MT)，滲透探傷(Penetrant Testing 縮寫PT)，超聲波探傷(Ultrasonic Testing 縮寫UT)，渦流探傷(Eddy current Testing 縮寫ET)，射線探傷(Radiographic Testing 縮寫RT)。每種探傷方法各有側(cè)重又互為補(bǔ)充。
1. 磁粉探傷用于檢查鐵磁性材料零部件的表面和近表面缺陷，例如車輛的車軸、車輪、滾動(dòng)軸承等。
2. 滲透探傷用于檢查非松孔性材料的表面開口缺陷，由于滲透探傷設(shè)備簡單，靈敏度高等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于各種零部件的探傷中。例如在牽引變流器吊梁的生產(chǎn)中，經(jīng)常使用滲透探傷來確定吊梁表面是否存在缺陷，以及確定缺陷的大小及形狀。
3. 超聲波探傷幾乎可以檢查所有鐵路產(chǎn)品零部件的內(nèi)部缺陷，例如鋼軌，車輪，輪轂等。在牽引變流器吊梁的生產(chǎn)中，就主要依靠超聲波探傷來判定吊梁的合格與否，要求所有吊梁100%檢測。
4. 渦流探傷用于檢查導(dǎo)電材料表面和近表面缺陷，例如鐵道車輛用滾動(dòng)軸承滾子。
5. 射線探傷可以用于檢查鐵路產(chǎn)品零部件的內(nèi)部缺陷，由于射線探傷受場地、防護(hù)、設(shè)備投資等因素制約，因此國內(nèi)很多公司大多未開展此項(xiàng)業(yè)務(wù)。
其中五種探傷方法的優(yōu)缺點(diǎn)對比如下:
1. 磁粉探傷磁粉檢測具有下列優(yōu)點(diǎn)：(1) 能直觀的顯示出缺陷的位置、大小、形狀和嚴(yán)重成都，并可大致確定缺陷的性質(zhì)。(2) 具有很高的檢測靈敏度，能檢測出微米級寬度的缺陷。(3) 能檢測出鐵磁性材料工件表面和近表面的開口與不開口的缺陷。(4) 綜合使用多種磁化方法，幾乎不受工件大小和幾何形狀的影響，能檢測出工件各個(gè)方向的缺陷。(5) 檢查缺陷的重復(fù)性好。(6) 單個(gè)工件檢測速度快，工藝簡單，成本低，污染輕。(7) 磁粉探傷-橡膠鑄型法，可間斷檢測小孔內(nèi)壁早期疲勞裂紋的產(chǎn)生和擴(kuò)展速度。磁粉檢測的局限性如下：(1) 只能檢測鐵磁性材料。(3) 只能檢測工件表面和近表面缺陷。(3) 受工件幾何形狀影響會(huì)產(chǎn)生非相關(guān)顯示。(4) 通電法和觸頭法磁化時(shí)，易產(chǎn)生打火燒傷。
2. 滲透探傷滲透檢驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)：(1) 不受被檢試樣的幾何形狀、尺寸大小、化學(xué)成分、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和缺陷方位的限制。(2) 不需要特別昂貴和復(fù)雜的電子設(shè)備和器械。(3) 速度快，操作簡便，可進(jìn)行批量檢驗(yàn)。(4) 檢驗(yàn)人員經(jīng)過較短時(shí)間的培訓(xùn)和實(shí)踐即可進(jìn)行檢驗(yàn)工作。(5) 缺陷顯示直觀，檢驗(yàn)靈敏度高。滲透檢驗(yàn)的局限性：(1) 只能檢驗(yàn)出試件開口于表面的缺陷，不能顯示缺陷的深度以及內(nèi)部的形狀和大小。(2) 無法檢測多孔材料。(3) 難以定量的控制檢驗(yàn)操作程序，檢驗(yàn)效果依賴人員的經(jīng)驗(yàn)和態(tài)度。(4) 熒光法檢驗(yàn)時(shí)，需要配備熒光燈和黑暗的工作環(huán)境。
3. 超聲波探傷超聲波探傷的優(yōu)點(diǎn)：(1) 作用于材料的強(qiáng)度低，遠(yuǎn)低于材料的彈性極限。(2) 可以用于金屬 非金屬 復(fù)合材料試件的檢驗(yàn)。(3) 比較其它檢驗(yàn)方法，在判斷缺陷的大小、位置、取向、深度、性質(zhì)具有綜合優(yōu)勢。(4) 僅需從一側(cè)接近試件。(5) 設(shè)備輕便，對人體無傷害。(6) 相關(guān)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)可以自動(dòng)儲(chǔ)存。超聲波探傷局限性：(1) 對材料及制件缺陷左精確的定性定量需要做深入的研究。(2) 需要使用耦合劑。(3) 對試件的形狀的復(fù)雜性有一定的限制。
4. 渦流探傷渦流探傷的主要優(yōu)點(diǎn)：(1) 檢測速度快，線圈與試件不直接接觸，無需耦合劑。
渦流探傷的缺點(diǎn)：(1) 只限于導(dǎo)電材料，對形狀復(fù)雜試件難以進(jìn)行檢驗(yàn)，而且只能檢查薄試件或厚試件的表面、近表面部位。(2) 檢驗(yàn)結(jié)果不直觀，對缺陷的判斷依賴于操作人員的專業(yè)水平。
5. 射線探傷射線探傷的優(yōu)點(diǎn): (1) 有永久性記錄。(2) 檢測結(jié)果直接，且可以對大多數(shù)的不連續(xù)性進(jìn)行簡單可行的標(biāo)識(shí)和區(qū)分。射線探傷的缺點(diǎn)：(1) X、γ射線對人體有害。(2) 使用時(shí)需要較多的輔助設(shè)備，如：放射線計(jì)量筆、膠片、增感屏、簽字字母和數(shù)字、像質(zhì)計(jì)等。(3) 探傷區(qū)域不得有無關(guān)人員進(jìn)入(必須劃定曝光工作區(qū)域)。(4) 焊接接頭兩側(cè)要留有足夠的操作空間。(5) 評片人員要具備一定的技能。(6) 不能立即得到探傷結(jié)果。(7) 不連續(xù)性深度測定比較困難等。
三無損探傷在鐵路產(chǎn)品生產(chǎn)中的作用
(一) 由于無損探傷在人員、設(shè)備、技術(shù)成熟等方面日趨完善，利用無損探傷完全可以在生產(chǎn)過程中有效檢查出零部件的缺陷，對于發(fā)現(xiàn)不符合標(biāo)準(zhǔn)的零部件，堅(jiān)決棄用。
(二) 無損探傷為某些高鐵零部件的監(jiān)控使用提供了可能，對于在生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)的存在缺陷的零部件，雖然存在缺陷，但達(dá)不到判費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)。
(三) 無損探傷在鐵路產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的成熟應(yīng)用，為高鐵在運(yùn)行過程中的即位檢查維修變得可能，也就是無損探傷的大部分工作可以在列車結(jié)構(gòu)件未拆下狀態(tài)進(jìn)行檢查，這樣一方面節(jié)省了維修時(shí)間和成本，另一方面為整個(gè)維修工藝方案的革新改進(jìn)提出了某些依據(jù)
參考文獻(xiàn)
[1] 鐵道部：鐵道部關(guān)于鐵路機(jī)車零、部件無損探傷規(guī)則，鐵機(jī)〔1987〕628號(hào)。
[2] 王升貴、劉尹霞：超聲波傳感器在無損探傷中的應(yīng)用，科技信息，2007，(13)
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