無損檢測在高鐵車輛生產(chǎn)中的應(yīng)用

邸強(qiáng)

摘 ? 要：探究無損檢測在高鐵車輛生產(chǎn)中的應(yīng)用。通過社會調(diào)查、閱讀文獻(xiàn)等手段了解無損檢測的原理、優(yōu)點(diǎn)及其在高鐵生產(chǎn)中的應(yīng)用。本文討論了無損檢測中的射線檢測及滲透檢測在高鐵生產(chǎn)中的應(yīng)用及其原理。采取無損檢測技術(shù)可以在不損傷被檢測物體前提下準(zhǔn)確的識別出被檢測料件中缺陷的位置、類型，如果該缺陷在一定區(qū)間內(nèi)，則通過去除缺陷以及及時(shí)的調(diào)整生產(chǎn)方法、改進(jìn)生產(chǎn)工藝等手段，使被檢工件質(zhì)量達(dá)標(biāo)。所以無損檢測應(yīng)用于高鐵車輛的生產(chǎn)中，可以提高產(chǎn)品質(zhì)量，提升工作效率，降低生產(chǎn)成本。

關(guān)鍵詞：無損檢測 ?高鐵 ?射線 ?滲透

中圖分類號：TH878 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2020）02（c）-0048-02

無損檢測是指在不損壞待檢測物體的前提下，通過物理或者化學(xué)方法，利用先進(jìn)的高科技技術(shù)、先進(jìn)的設(shè)備，檢查并測試待檢測物體表面、內(nèi)部的狀態(tài)、結(jié)構(gòu)以及性質(zhì)[1]。利用無損檢測技術(shù)進(jìn)行探傷和質(zhì)量檢測不會破壞被檢測物體原有的結(jié)構(gòu)與性能，最大程度保證被檢測物體的結(jié)構(gòu)與功能的完整性，即能夠檢測物體的質(zhì)量水平及存在的缺陷。因此使用無損檢測能夠顯著的降低檢測成本，同時(shí)提升產(chǎn)品的質(zhì)量水平以及工作效率[2]。我國最近這些年注重于基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，其中高鐵的建設(shè)更是重中之重。高鐵建設(shè)與國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展密切相關(guān)，因此高鐵質(zhì)量問題十分重要。而目前在檢測高鐵施工的質(zhì)量水平時(shí)，最主要的檢測方法就是利用無損檢測。因此，討論無損檢測在高鐵生產(chǎn)中的應(yīng)用十分重要。

1 ?無損檢測的應(yīng)用特點(diǎn)

1.1 精確識別缺陷部位及缺陷情況

檢測技術(shù)種類很多，包括對輕軌、高鐵、橋梁、道路等基礎(chǔ)工程實(shí)施敲打、聽聲，通過敲打產(chǎn)生的聲音來判斷該工程中是否存在著缺陷。目前還有部分人、部分工程采用這種陳舊落后的方法，很顯然利用這種技術(shù)根本無法精準(zhǔn)的識別出缺陷的具體位置和缺陷的實(shí)際情況。無損檢測針對這一方面有了巨大的進(jìn)步，不但可以精確的判斷缺陷的產(chǎn)生，還可以精確的定位于缺陷部位，甚至可以通過該技術(shù)判斷缺陷情況。

1.2 檢測過程中不損傷被檢測物

無損檢測最顯著的優(yōu)點(diǎn)就是在探傷的時(shí)候可以確保被檢測物的完整，不破壞被檢測物的結(jié)構(gòu)和性能。無損檢測技術(shù)可以檢測的范圍較為全面，最大程度的為工程的改造提供一些參考。但需要注意的是，無損檢測并不是對所有項(xiàng)目均適用，有些項(xiàng)目須經(jīng)過損傷才能進(jìn)行檢測，即需要實(shí)施破壞性試驗(yàn)。

2 ?射線檢測及其原理

射線檢測是在工程檢測中應(yīng)用最廣泛，且應(yīng)用時(shí)間最長的無損檢測技術(shù)之一，射線無損檢測是通過利用X射線、γ射線、高能射線等多種射線可以穿透物質(zhì)，及射線在穿透物質(zhì)時(shí)會出現(xiàn)不斷的衰減，來發(fā)現(xiàn)物質(zhì)表面或者內(nèi)部存在的缺陷等。射線檢測工作的一般原理如下：射線穿透被檢測物體，根據(jù)射線穿透過程中遇到的阻力強(qiáng)度的變化判斷物體是否存在缺陷。射線檢測對被檢測物體的形狀、結(jié)構(gòu)、是否粗糙等沒有明確要求，通過射線檢測得到感應(yīng)膠片的圖像，可以較為直接的顯示出物體存在的缺陷的影像，可作為對缺陷實(shí)施定位、定量、定性的分析標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)果準(zhǔn)確，且射線底片能夠比較長期的存檔，可在事后用于分析其原因，不過射線檢測也存在設(shè)備比較復(fù)雜，透射角度不合適則面積型的缺陷不易發(fā)現(xiàn)，檢測成本相對高，射線損傷人類身體等問題。根據(jù)射線檢測顯示物體缺陷結(jié)果的方法分類，射線檢測可以分為射線照相法探傷、射線電離法探傷、射線熒光屏觀察法探傷、射線實(shí)時(shí)圖像法探傷等類別。目前射線照相法在高鐵中應(yīng)用較為廣泛。比如2019年11月3日，廣東東莞供電局利用X光射線檢測廣深港高鐵線，發(fā)現(xiàn)110kV培電甲線下導(dǎo)線耐張線夾錨鋼發(fā)生斷裂現(xiàn)象，南方電網(wǎng)和廣鐵集團(tuán)連夜利用鐵路停運(yùn)的窗口期完成了內(nèi)部斷裂的線夾更換，解決了這一高鐵危機(jī)。

射線照相法的原理如下所述：射線穿透被檢測物時(shí)，被檢測物的密度決定了其對射線的吸收程度，吸收越強(qiáng)則射線衰減越強(qiáng)。被檢測物密度小的部位，射線能量的衰減小。利用射線進(jìn)行檢測時(shí)，射線穿過被檢測物體到達(dá)膠片上，因?yàn)楸粰z測物體有缺陷的地方和沒有缺陷的地方的密度、厚度是有差別的，所以導(dǎo)致射線的衰減是有差別的，導(dǎo)致最后到達(dá)膠片上的射線的強(qiáng)度不一樣，即膠片的感光度不一，通過暗室處理后可得不同的黑度。最后評片人員利用觀片燈觀察底片上的黑度差，則能夠判斷物體上的缺陷具體情況，并對物體的質(zhì)量做出客觀的評價(jià)。通過觀察射線照相法所得底片，就可以相對準(zhǔn)確地判斷被檢測物存在的缺陷的類型、性質(zhì)、大小、數(shù)量、部位等信息。

利用射線照相法，比較容易檢測出存在局部厚度差異、密度差異的體積型缺陷，比如物體內(nèi)部存在氣孔、夾渣等缺陷。而且?guī)缀跞糠N類的材料都可以使用射線照相法進(jìn)行檢測，特別是在以金屬為基本材料的焊縫或鑄件上的應(yīng)用，都可以得到較好的檢測效果。不過在釬焊等焊接接頭的檢測方面比較少使用射線照相法。射線著想法不能檢測出垂直照射方向的薄層缺陷，比如鋼板的分層等方面。

3 ?滲透檢測原理

滲透檢測可以用于檢查高鐵車輛氣閥、焊縫等部位的缺陷，其原理如下：把有色染料或者熒光染料溶解于滲透劑中，然后將滲透劑涂抹于被檢測物表面，通過毛細(xì)現(xiàn)象的作用，滲透劑可以逐漸滲入至工件存在的各種開口至表面的微小缺陷中，然后清除掉被檢測物表面多余的滲透劑，待物體充分干燥后再涂抹顯像劑，以吸收存在于缺陷中的滲透液，然后利用科學(xué)的光照系統(tǒng)就可以照射出滲透液的痕跡，即可按照滲透液的痕跡發(fā)現(xiàn)工件缺陷實(shí)際情況。因此滲透檢測一般用于工件表現(xiàn)開口的缺陷，這同時(shí)也導(dǎo)致了滲透檢測應(yīng)用較為局限。

4 ?討論

隨著高鐵技術(shù)的高速發(fā)展，無損檢測也發(fā)展迅速，目前已經(jīng)是檢測高鐵質(zhì)量及探傷的主要技術(shù)手段。高鐵生產(chǎn)過程中的無損檢測工作主要有兩方面[3]：一方面是針對工務(wù)方面的檢測，主要有道岔、鋼軌、鋼軌焊縫等內(nèi)容;另一方面是針對高鐵車輛各個(gè)零部件的探傷，包括針對輪軸、鉤緩、搖枕側(cè)架、軸承等行車部件以及車體的探傷。五種常用的無損探傷方法均較好的應(yīng)用于高鐵車輛的生產(chǎn)。工務(wù)產(chǎn)品的檢測，即針對鋼軌、道岔等的探傷，主要是利用超聲波檢測的方法。高鐵車輛以及車輛上的各個(gè)零部件，包括車輪、齒輪、軸承等部位的探傷一般是超聲波探傷以及磁粉檢測相互配合[4]。高鐵車輛的氣閥、連桿以及輪芯等針對高鐵表面的檢查和探傷主要使用渦流檢測，渦流檢測也可以用于磁粉無法檢測的缺陷方面，比如高鐵空心車軸內(nèi)表面的檢查和探傷一般利用渦流檢查[5]。射線檢測則一般用于檢查鑄件、焊縫等方面的缺陷，滲透檢測可以用于檢查高鐵車輛焊縫等部位的缺陷。以京張高鐵為例，著色滲透探傷在車體探傷的應(yīng)用極其廣泛，在側(cè)墻與車頂?shù)暮附又袧B透探傷大有用武之地。但是由于不同車體主體材料、產(chǎn)品的性能、結(jié)構(gòu)等均有所不同，所以在選擇檢測方法的時(shí)候需要根據(jù)實(shí)際情況來進(jìn)行選擇。而且不同的無損探傷的方法具有不同的作用，針對性相對較強(qiáng)，因此不同的無損檢測的方法均有其應(yīng)用的局限性。有時(shí)候?yàn)檫_(dá)到檢測的目的以及保證檢測的安全性，可采取多種無損檢測方法相結(jié)合的方法進(jìn)行檢測。但是無損檢測在高鐵車輛生產(chǎn)中的應(yīng)用也還有許多需要解決的問題，仍需要專家、工作人員們不斷探索。

參考文獻(xiàn)

[1] 孫明.無損探傷缺陷的檢測與識別[J].黑龍江科技信息，2017（17）：44.

[2] 付紅玲.無損檢測技術(shù)在橋梁樁基檢測中的應(yīng)用[J].居業(yè)，2019（10）：21.

[3] 趙祎頡.高鐵工程的無損檢測技術(shù)應(yīng)用探討[J].信息化建設(shè)，2016（1）：285.

[4] 江波.地質(zhì)雷達(dá)在高鐵隧道檢測中的應(yīng)用[J].中國鐵路，2018（9）：97.

[5] 彭亮.無損檢測技術(shù)在特種設(shè)備制造中的應(yīng)用與發(fā)展[J].中國設(shè)備工程，2017（21）：84.