应用. 涡流探伤仪ETS2-77, 用于检测表面缺陷铁路中的滚动接触疲劳类型
介绍
铁路是铁路运输和都市圈中最重要，同时也是压力最大的元素之一，因为它们特别容易受到机车车辆所产生的载荷以及动态载荷的影响。 由于最近几年火车速度的提高以及货车的增加的负荷，服务的发展，在火车车轮与轨道头表面的接触位置处可能出现疲劳型缺陷。 这些就是所谓的“滚动接触疲劳”（RCF）缺陷。
出现在车轮凸缘与轨头量规面接触处的一种缺陷类型称为“量规拐角检查”。 损坏最严重的区域是位于弯曲处的外轨的测量面。
为了以更具成本效益的方式执行轨道的维护和维修工作，应在开发的早期阶段进行诸如量规拐角检查之类的缺陷检测，以消除随后通过磨削程序造成的损坏。 而过早地去除缺陷可能会导致缺陷的增长并进一步彻底破坏铁轨。
在涡流设备应用的情况下，上述任务可以成功解决，这不仅可以检测这种类型的缺陷，而且可以有效地评估损坏的阶段。
基本知识
滚动接触疲劳
术语“滚动接触疲劳”是一个通用术语，用于描述一系列缺陷，这些缺陷主要与轮轨界面处的变速过应力的发展有关。
“滚动接触疲劳”缺陷类型之一是量规拐角检查。 这些缺陷在钢轨头的测量面上发展，并且表示一系列裂纹，彼此之间的距离为2-5 毫米，深度为2至5 毫米，并以一定角度扩展，从10º开始 至30º。
图1 —量规拐角检查类型缺陷。
评估轨头垂直损坏深度的方式（轨距角检查）
为了评估垂直损伤的深度，采用了涡流测试方法。 该技术是指电磁技术，它是基于对由涡流传感器形成的变化电磁场与在所涉及零件的表面层中形成的涡流之间的相互作用进行分析的。
因此，通过分析由表面缺陷引起的涡流变化，我们可以评估轨道头垂直损伤的深度。
考虑到存在缺陷的事实，涡流会沿着缺陷传播，因此有可能评估量规角检。
考虑到应记录裂纹扩展的角度进行计算，并使用以下公式进行垂直裂纹深度评估：
图2 — 表角检查类型缺陷的图示
为了解决滚动接触疲劳缺陷检测的任务，在缺陷检测器的设计中实现了两个扫描仪。 一台扫描仪设计用于出现在轨头的测量表面上的量规拐角检查，另一台扫描仪设计用于出现在相关区域的运行表面上的运行表面检查。
图3 –轨道探伤仪ETS2-77
图4 – ETS2-77探伤仪的两个独立扫描仪和8个涡流传感器
使用两个独立的扫描仪和8个涡流传感器可以确保48毫米宽度的测试区域。
4个用于磁头测量面测试的扫描仪的涡流传感器是通过固定探针的敏感区域来固定的，同时4个用于磁头工作面测试的扫描仪的涡流传感器是可调的，并且位置可变。
为了操作员的方便，ETS2-77 探伤仪的扫描仪有两个位置：
（1）涡流传感器连接运输时的工作。
（2）将涡流传感器从导轨上卸下时。
ETS2-77探伤仪的应用允许以0.3到2.5 m / s的速度范围对磁道和磁道开关进行测试。
图5 –检查轨距以检查量规拐角
为了评估垂直损伤深度，ETS2-77探伤仪软件提供了多种功能，可提高操作员的舒适度，其中包括：
输入服务信息（铁路的测试段，左或右轨道，路径坐标，操作员等）
标记的位置允许设置结果与路径坐标之间的相关性，并有助于数据分析的解释
在测试过程中和进行结果分析时，裂纹角度的变化
自动计算检测到的缺陷中的垂直损伤的深度
保存经过测试的铁路路段的“原始”结果
测试协议输出以进行打印。
图6 —在铁轨上进行中的轨头的测试/在铁轨上的ETS2-77应用
图7 —在大都市/ ETS2-77应用程序中对轨道头的测试
结论
涡流扫描仪在铁路和大城市的轨头测试中的应用将不仅能够检测滚动接触疲劳类型的缺陷，而且能够评估其垂直损伤的深度。 使用此信息将可以更有效地进行导轨研磨，从而有助于消除表面缺陷。
此外，在缺陷的早期发展阶段对其进行检测将大大减少导轨表面的可移动层，从而延长其使用寿命。结果–对问题的经济性产生了积极影响。
