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用电感热成像检测铁路轨道缺陷

技术的发展对轨道交通安全至关重要。虽然保护生命是最高的优先事项,但财产保全是至关重要的。

铁路轨道

图片信用:Matthew Nichol / Shutterstock.com

无损检测和托换技术的重要性部分在于保证铁路的无缺陷和无检查,这是铁路日常维护的一个重要方面。持续的结构监测和必要时采取的预防措施有助于这些努力,防止未来的复杂性和最大限度地减少灾难性事件的可能性。这也是非常划算的,因为不可避免地有更少的中断和停机时间。

这里描述了更常见的轨道缺陷。还探讨了通常用于识别它们的NDT技术及其发展。

压力导致材料疲劳

铁路车轮踏板包含像锥体倾斜的法兰。它们旨在使直线,线性轨道,线条曲线之间的平滑通道,适应弯曲的曲线等。

现代铁路操作涉及对“锥形轮”的显着加载,将材料放在巨大,不变的压力下。反过来,这种压力导致工作硬化导致材料疲劳,称为滚动接触疲劳(RCF)。

头部检查和蹲下

铁路轨道中的两种特定类型的损坏是RCF的代名词,通常称为头部检查和蹲下。

铁路的车轮和量角之间所经历的高接触应力负责导致头部检查,其特征在于以离散间隔显示出的细表面裂缝,并从外部可见。曲线半径上的外轨上的速度范围通常在500米和3000米之间是最容易受到这种疲劳现象的易受影响。如果没有及时检测到,它们会导致灾难性事件。

轨道被严重剪切的直线或温和弯曲轨道(在运行带内)的部分是轨道蹲下的位置;它们是“近表面”损坏。应当理解,这些缺陷由车轮和轨道之间的捕获材料引发,例如轨道镇流器。蹲下的特征在于具有从隔离裂缝的生长产生的圆形形状,优先于剪切表面层的方向形成。

超声波技术

NDT是从材料和组件的评估和集合,而无需永久改变或损坏。欧洲杯足球竞彩在轨道缺陷的背景下,优选的测量方法主要以超声波技术为中心。这些通常在其早期形成中提供了头部检查和蹲下检测,并且适当地测量与缺陷相关的深度和倾斜度。

通常部署电磁声换能器(EMAT)。通常,它们需要在轨道之间的界面处的耦合流体,其具有用于直接接触的探针以确保波传播。

在大多数系统中,超声表面波沿研究区域向下传播,捕获其与表面断裂缺陷的相互作用。在这里,产生了瑞利表面波。这些波在轨道样品表面附近传播,具有纵向和横向运动,导致表面颗粒以椭圆方式移动。欧洲杯猜球平台

然后将数据收获并处理为重建的图像。基于倾斜角度和缺陷深度的研究结果,评估是合适的补救措施。这种反应通常会导致轨道研磨以防止升级危险。

电磁脉冲

电磁脉冲是另一个轨道NDT方法,涉及样品中的令人兴奋的涡流。

涡流是通过改变样品表面中的高频磁场引起的电流环;100-200 kHz通常是施加的励磁频率范围。涡流释放热量的电阻损失。扭曲的表面通过涡流分布使热扩散与局部电流密度变化干扰。

超声波技术,无损检测

图片信用:n_sakarin / shutterstock.com

感应热成像

作为一种快速和无联接的方法,电感热成像具有出色的潜在潜力作为铁路检查NDT方法。但是,它仍处于开发阶段,需要实施先进的精致。

与超声波检测如传统方法相比,该技术可以从轨道表面和下方产生信息,从头检查和蹲下的数据。除了输送轨道图像厚度为1-2毫米的轨道图像外,该技术还具有自动化轨道检查的范围。

从本质上讲,采样通过探测短,电感加热脉冲,通常在0.1-0.3秒之间,这足以实现1-2o表面温度升高。表面裂纹或隐藏裂纹会干扰热量,任何变化都可以用红外成像记录下来。因此,通过热像图可以看到不规则现象。

有限元模拟

近年来已经看到了几个研究小组,包括威尔逊(2011)和Oswald-Tranta.(2021),证明了使用感应热像法对金属样品表面裂纹进行局部定位的有效性。为了提高该技术的精度,对钢轨件的头校验进行了大量的实验,并将其与机械加工的人工切割进行了比较。

由于各种参数的影响,裂缝可检测性优化得到了注意力,包括加热脉冲持续时间和激发频率。有限元仿真允许在不同的处理条件之间进行理解。

在这些模拟中采用了数值计算,以更好地了解裂纹对涡流热扩散和分布的影响或裂纹特性对结果的影响。

连续快照与连续运动

重点是在其他研究领域的形象演示,在造影和实用性之间需要权衡。例如,Tuschl.(2021)描述了一种测试过程中采用的连续扫描运动的方法,而另一种不太实用的方法是从一系列连续快照构建全景图像。后一种方法产生更高质量的结果,因此,为了使轨道无损检测技术取得进展,需要进一步研究从连续运动中改善图像质量。

参考和进一步阅读

Tuschl,C.,.(2021)电感热成像作为铁路的非破坏性测试,苹果。SCI。,11:1003.可提供:https://doi.org/10.3390/app11031003

威尔逊,J。,.(2011)PEC热成像,用于成像多重裂缝从滚动接触疲劳,NDT&E International,44:505。可用于:https://doi.org/10.1016/j.ndteint.2011.05.004

Oswald-Tranta, B。,.(2021)感应热成像检测和表征短疲劳裂缝,定量红外热成像期刊,1.可用:https://doi.org/10.1080/17686733.2021.1953226

Lua C.,.(2010)射灯中EMAT超声波表面波动模式的实验研究,国际应用电磁和力学杂志,33:1127。可提供:https://doi.org/10.3233/JAE-2010-1229

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John Mcaleese.

写道

John Mcaleese.

结合一个科学血统,包括博士学位和伦敦帝国学院的六年研究奖学金,并对写作充满热情,专门从知识转移中重新分区他的咨询,利用跨越私人的职业的全部丰富性和公共部门;学术界,工业,业务支持,咨询和个人发展培训。前沿是科学外展,今年缪斯已经批准了他在广欧洲杯线上买球泛的多样化主题中批准了他与“在法医火灾碎片分析中的机器学习中的机器学习和加勒比水资源和加勒比人”,这是一系列的广泛的多样化主题循环。

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    麦卡利斯,约翰。《用感应热像仪检测钢轨缺陷》。氮杂.2021年9月11日。

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    麦卡利斯,约翰。《用感应热像仪检测钢轨缺陷》。AZoM。//www.wireless-io.com/article.aspx?articled=20707。(访问2021年9月11日)。

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    麦卡利斯,约翰。2021。用电感热成像检测铁路轨道缺陷.Azom,浏览2021年9月11日,//www.wireless-io.com/article.aspx?articled=20707。

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