[发明专利]一种钢轨表面裂纹的涡流探伤方法

说明书

本发明属于无损检测相关技术领域，其公开了一种钢轨表面裂纹的涡流探伤方法，方法包括以下步骤：(1)提供涡流探伤装置，并确定所述涡流探伤装置的探头前平面线与待检测裂纹之间的夹角；(2)判断该夹角是否为零，若是则转至步骤(4)，否则转至步骤(3)；(3)调整探头的位姿直至夹角的角度为零；(4)依据相邻的待检测裂纹之间的间距及待检测信号的波高与信号曲线的半波宽度的比值来判断待检测裂纹的类型，并相应地计算待测裂纹的深度或者数量；其中裂纹类型分别为单个裂纹、等深度密集裂纹及不同深度密集裂纹。本发明提高了检测准确性，适用性较强，且装置结构紧凑，体积较小，便于携带。

技术领域

本发明属于无损检测相关技术领域，更具体地，涉及一种钢轨表面裂纹的涡流探伤方法。

背景技术

随着铁路运输的发展和运能的增加，钢轨的疲劳损伤日益严重，其中，表面裂纹对钢轨的使用寿命影响较大。按照现行的铁路养护规定，对于深度大于3mm的裂纹，必须进行打磨或者对钢轨进行下道报废处理。显然，采用无损检测方法，检测并定量评估钢轨表面裂纹的深度，具有重要的意义，这有利于在保证安全的前提下提高线路的运输能力。

目前，针对钢轨表面小裂纹的无损检测方法存在准确性不高现象，主要问题是：密集裂纹的缺陷信号与单个裂纹的缺陷信号之间的差别难以区分，这种情况对于超声波探伤和超声波测厚法尤其严重；从原理上来说超声波探伤法难以解决类似问题。常规涡流探伤法也存在忽视密集裂纹个数对缺陷幅值信号的影响，造成了对裂纹深度的误判，例如专利CN201310269247.9公开了一种在役钢轨踏面鱼鳞裂纹的涡流视频综合检测评估方法，其采用对钢轨外形轮廓进行半包覆式的阵列涡流探头和阵列视频传感器，检测钢轨踏面的鱼鳞裂纹，该专利将阵列探头采集的涡流信号高度与裂纹的深度对应起来，并进一步将涡流幅值信号转换为二维灰度成像图，此时颜色的深浅度代表裂纹的深度，深浅范围按照0％～100％的范围设置。也即是说，该专利是根据二维视频成像图判断是否属于鱼鳞裂纹的形状，同时根据灰度图(涡流信号高度)判断裂纹的深度，然而其并没有考虑密集裂纹的个数对涡流信号高度的影响，容易造成裂纹深度的误判。相应地，本领域存在着发展一种准确性较好的钢轨表面裂纹的涡流探伤方法及装置的技术需求。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种钢轨表面裂纹的涡流探伤方法，其是在研究裂纹取向、裂纹个数对涡流信号高度影响的基础上提出的，该涡流探伤方法可以定量检测钢轨表面的密集小裂纹，解决了长期困扰铁路行业对密集小裂纹定量检测的难题，提高了检测效率及准确性，适用性较强。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种钢轨表面裂纹的涡流探伤方法，所述涡流探伤方法主要包括以下步骤：

(1)提供涡流探伤装置，并确定所述涡流探伤装置的探头前平面线与待检测裂纹之间的夹角；

(2)判断该夹角的角度是否为零，若是则转至步骤(4)，否则转至步骤(3)；

(3)通过所述涡流探伤装置调整探头的位姿直至所述夹角的角度为零；

(4)判断相邻的待检测裂纹之间的间距是否大于等于4mm，若是，则判定待检测裂纹为单个裂纹，并计算待检测裂纹的深度，检测结束；否则转至步骤(5)；

(5)判断相邻的待检测裂纹之间的间距小于4mm及待检测信号的波高与信号曲线的半波宽度的比值小于0.9是否同时满足，若是，则该待检测裂纹为等深度密集裂纹，并计算待检测裂纹的数量，检测结束；否则，转至步骤(6)；

(6)判断相邻的待检测裂纹之间的间距小于4mm及待检测信号的波高与信号曲线的半波宽度的比值大于等于0.9是否同时满足，若是则待检测裂纹为不同深度密集裂纹，并计算最深裂纹的深度，检测结束；否则检测也结束。

进一步地，步骤(4)中，待检测裂纹的深度的计算公式为：