双轨式钢轨超声波探伤仪技术条件

1　范围

本文件规定了双轨式钢轨超声波探伤仪的工作环境及线路使用要求、系统构成、技术要求、检验方法和检验规则等。

本文件适用于双轨式钢轨超声波探伤仪的制造和检验。

2　规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB 146.1-1983  标准轨距铁路机车车辆限界

GB/T 13384-2008  机电产品包装通用技术条件

GB/T 18268.1-2010  测量、控制和实验室用的电设备电磁兼容性要求第1部分：通用要求

GB/T 2423.38-2008  电工电子产品环境试验 第2部分：试验方法 试验R：水试验方法和导则

JB/T 10062-1999  超声探伤用探头性能测试方法

TB/T 449-2003  机车车辆车轮轮缘踏面外形

SJ/T 9562.2-1993  BNC型射频同轴连接器质量分等标准

3　术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1　双轨式钢轨超声波探伤仪

可用于对电气化和非电气化铁道线路用43kg/m～75kg/m钢轨同时进行双股钢轨超声波探伤作业，具有A、B型探伤数据显示的多通道超声波探伤设备的整体，其中包括探头、仪器（含电源）、探头伺服机构、走行平台和附属装置等。

4　工作环境及线路使用条件

4.1　工作环境

4.1.1　海拔高度：3500m以下能够正常工作。

4.1.2　环境温度：普通型：-15℃～45℃；低温型：-35℃～45℃。

4.1.3　相对湿度：在90%的湿度下能够正常工作。

4.2　线路使用条件

4.2.1　标准轨距1435mm。

4.2.2　最大超高180mm。

4.2.3　最小曲线半径160m。

4.2.4　最大坡度33‰。

5　系统构成

5.1　双轨式钢轨超声波探伤仪由探头、仪器、探头伺服机构、走行平台及附属装置等组成。

5.2　走行平台由走行轮、车体、传动系统、制动系统、限速系统、止轮器、电源等组成。

5.3　附属装置由安全防护装置、照明系统、仪表、耦合水箱等组成。

6　技术要求

6.1　基本要求

6.1.1　双轨式钢轨超声波探伤仪应能在电气化和非电气化铁道线路上自走行，对43kg/m～75kg/m钢轨线路同时进行双股钢轨超声波探伤。

6.1.2　探头配置应满足检测钢轨轨头、轨腰（含螺孔）、轨底中部（轨腰投影部位）等部位伤损的需要。

6.1.3　一般单股钢轨应具备不少于9个探头（晶片）同时工作的能力，至少包括：1个轨腰及其延伸部位直探头；2个轨腰及其延伸部位斜探头（35°～45°间的某个角度）；6个轨头斜探头（70°或其他有利于探测轨头核伤的角度）。

6.1.4　具有一次波和二次波检测轨头横向裂纹的能力。

6.1.5　整体布局应便于各部件调整和维修。应采用轻量化、模块化设计，单个模块重量不得超过60kg，总重量不超过180kg（不含耦合剂），随乘人员可在8分钟内完成上道组装或拆卸下道。

6.1.6　走行操控与检测系统应能分别操控。

6.1.7　可双向走行、单向检测。

6.1.8　最高走行速度：不小于20km/h。

6.1.9　最高持续检测速度：不小于15km/h。

6.1.10　续航能力：连续检测不少于40km或4h。

6.1.11　里程精度：不大于1‰。

6.1.12　承载：4人。

6.1.13　应配有不小于100L耦合水箱（可扩充容量），水量可直观检查。

6.2　安全性要求

6.2.1　设备限界：非作业状态下符合GB 146.1的有关规定。

6.2.2　应配备安全带、喇叭、照明灯、尾灯、风挡、停车信号灯等安全防护装置。

6.2.3　应有足够的照明，以适应夜间作业的需要。

6.2.4　仪表盘各种仪表应齐全，有速度、电量、警示等信息显示，夜间可视。

6.2.5　探伤仪应有较强的抗干扰能力，能够在电气化线路和电台附近正常工作。探伤仪的电磁兼容性应符合GB/T 18268.1-2010第6章（性能判据A）的规定。

6.2.6　探伤仪密封性能应按7.6试验，探伤仪能正常工作。

6.3　探头

6.3.1　探头外观应无损伤，探头连线应柔韧，接头插接可靠，屏蔽、防水良好。

6.3.2　探头插拔接头应符合SJ/T 9562.2-1993标准的优等品或一等品的要求。

6.3.3　探头上应有铭牌，并标明厂名、编号、生产日期和类型，普通型探头用字母A表示，低温型探头用字母B表示。

6.3.4　横波探头频率：2MHz～2.5MHz；纵波探头频率：3.5MHz～5MHz或2MHz～2.5MHz。回波频率的相对误差不应大于15%。

6.4　仪器

6.4.1　具有各通道探头工作状态实时显示功能。

6.4.2　具有A、B型探伤数据实时处理、显示（可切换或同显）、标记、存储、回放功能。

6.4.3　具有距离波幅补偿功能。

6.4.4　配备检测数据实时存储设备，具备不少于100公里检测数据的存储能力。

6.4.5　应保证在最高持续检测速度下，每个探头（晶片）超声脉冲发射距离间隔不大于3mm。

6.4.6　应具备速度显示、超速报警（或限速设置）、卫星定位等功能。

6.5　检测能力

探伤仪调整到实际钢轨探伤状态，以15km/h（±0.5km/h）速度连续不间断5次检测标定线（由4根附录A所示的GTS-60SG试块组成，标定线形式见附录B），应能检出除15°螺孔裂纹、轨底锥孔以外的各种人工缺陷，并能正常报警。

6.6　检测软件

6.6.0.1　应具有友好的中文操作界面，可显示B型图和超声作业参数。

6.6.0.2　超声B型显示方式如下：

a) 采用双轨彩色横向显示；

b) 显示方向为从左向右；

c) 上方为前进方向的左股钢轨，下方为前进方向的右股钢轨；

d) 合并或分区显示方式可选择；

e) 通道线条及背景颜色：

1) 默认模式：所有通道线条及背景颜色的默认模式详见表1。系统应具有相关功能（键），便于在自动形成检测报告、截取图形等需求时采用默认模式；

表1：通道线条及背景颜色默认模式

2) 自定义模式：系统应具有通道线条及背景颜色自定义功能，便于现场探伤作业、数据回放分析时作业人员根据作业环境、识别习惯等因素对各通道线条及背景颜色进行自定义设置；

3) 除本技术条件规定的通道（探头）形式，设备生产企业如有新增形式应与标准编制单位联系确认线条颜色形式，并在标准归口管理部门备案。

6.6.0.3　具备异常回波辅助提示功能，可将B型伤损图像弹出放大。

6.6.0.4　可对作业信息（单位、人员、时间、线名、行别、里程等）、速度、探伤灵敏度、A/B型数据等进行记录、回放、转存。

6.6.0.5　检测数据保存为单个文件，文件名中应包括：检测日期（8位，如：20160427）、设备型号、编号，可直接点击打开进入数据回放模式。

6.6.0.6　软件适用于各常用版本的计算机操作系统。

6.7　探头伺服机构

6.7.1　在走行和检测条件下，超声探头及其机械装置应能保证使用安全。

6.7.2　检测中，同一侧探头应能整体伺服控制。

6.7.3　对中机构应灵活可靠、不应有松脱、阻塞现象。

6.7.4　对中机构在静态下应能够手动调整。

6.7.5　探头横向对中调整量±15mm，轮式探头倾角调整量±10°。

6.7.6　在检测状态下，对中偏差不大于4mm。应配有对中偏移量监视功能。

6.7.7　引导轮应采用绝缘设计，绝缘阻值不小于500MΩ。

6.8　走行平台

6.8.1　走行平台车体的强度满足整机运行和探伤作业等乘载要求。

6.8.2　走行轮应采用LM磨耗型踏面，其轮缘高度、厚度应符合TB/T 449要求。

6.8.3　走行轮应采用绝缘设计，绝缘阻值不小于500MΩ。

6.8.4　轮对内侧距：1353±1mm。

6.8.5　制动距离不大于10m。另应配备辅助手动制动装置。

6.8.6　应配备止轮器，可在33‰的坡道稳定驻车。

6.8.7　传动系统应操纵灵活、可靠，不应有卡滞和冲击现象。各操纵手柄的操纵方位、档位等应有鲜明的标记。

7　检验方法

7.1　整机

7.1.1　整机（含探头、仪器、探头伺服机构、走行平台、附属装置等）物理状态、外观及功能、各连接部位采用目视检查。

7.1.2　对各模块质量承重，应符合6.1.5要求。

7.2　安全性检验

7.2.1　警示标识、防护装置采用目视检查。

7.2.2　用500V兆欧表分别对每个部位连续进行1min测量，绝缘性能应符合6.7.7和6.8.3的要求。

7.3　探头回波频率及相对误差

7.3.1　回波频率

直探头按JB/T 10062-1999的3.1.3规定进行检验，斜探头按JB/T 10062-1999的3.2.3规定进行检验。

7.3.2　回波频率相对误差

回波频率的相对误差为：

                              （1）

式中：

——回波频率的相对误差；

——探头的标称回波频率；

——探头的测量回波频率与标称回波频率差值的绝对值。

7.4　检测能力

探伤仪处于组装状态，以15km/h（±0.5km/h）速度连续5次通过标定线，在某一固定的探伤灵敏度和无误报的情况下，除15°螺孔裂纹、轨底锥孔以外的其他人工伤损检出率应达到100%。

7.5　检测软件

检测软件功能及显示形式采用目视检查。

7.6　密封性能

按GB/T 2423.38中试验Ra：滴水Ra1：100、30min；检验样机以正常工作状态安装。

8　检验规则

8.1　检验分型式检验和出厂检验，检验项目见表2。

表2  型式检验和出厂检验项目

8.2　出厂检验应逐台进行，检验合格，方可出厂。

8.3　出现下列情况之一时应进行型式检验：

a) 新产品定型或定型产品转厂时；

b) 生产场地转移时；

c) 当产品结构、生产工艺或材料有重大改变时；

d) 产品停产2年及以上恢复生产时；

e) 连续生产3年以上时。

9　铭牌、包装、运输、储存及随机文件

9.1　铭牌

产品铭牌应至少标明设备名称、型号、制造厂名称、制造时间和序号等。

9.2　包装

产品包装应防尘、防水、防振、防压，探伤机应与相关的附带品单独包装，各项包装应标识明显；设备包装箱的装箱要求应符合GB/T 13384的规定。

9.3　运输

产品经包装后，可用常用的交通工具运输。装车及运输时，应稳起、轻放，防止碰撞、跌落，在运输过程中，不能碰撞，应有防雨措施。

9.4　储存

不应露天存放，存放探伤仪的仓库应干燥并有相应的通风设备，保证通风良好，具体环境为：

a） 温度：-10 ℃～+45 ℃；

b） 湿度：不大于90% RH；

c） 室内无过多的灰尘、酸、碱、强烈阳光及其他会引起腐蚀的气体，无强烈的机械振动、冲击及强烈的电磁场。

9.5　随机文件

9.5.1　随机文件应包含下列各项：

a） 装箱单；

b） 合格证；

c） 使用说明书；

d） 出厂检验报告。

9.5.2　随机文件应封装，并放置在包装箱内。

9.5.3　若整套产品分装数箱，随机文件应放在主机箱内。 

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