一種車載式輪對探傷系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及鐵路輪對探傷技術，具體涉及一種車載式輪對探傷系統。
【背景技術】
[0002]無論是高鐵還是普通鐵路，在“十二五”期間列車的速度將會進一步的提高。列車提速后，車輪在高速運動條件下，受到速度效應和制動方式的制約，其受力狀態發生了很大變化，對其強韌性、耐磨性、抗熱裂性、抗疲勞性、抗剝離性提出了更高的要求。如何保證車輪和車軸的安全是當前鐵路行業安全生產的重要需求之一。車輪是機車車輛的最終受力部件，它把機車車輛的載荷傳給鋼軌，并在鋼軌上轉動，完成車輛的運行。車輪性能的好壞，直接影響著行車的安全。近年來，隨著高速和重載的發展，機車車輛的輪對要承受很大的動態負載，在車輪踏面、輪輞、輪輻及輻板孔附近易出現應力集中現象，造成車輪產生疲勞裂紋等故障，嚴重時可導致車輪破碎，機車顛覆性事故。因此，對車輪檢測并準確地判斷其缺陷位置一直是鐵道運輸部門非常重視的問題，除了在新車輪出廠服役前要經過嚴格的質量檢驗之外，還要在車輪的使用、運行壽命階段進行不斷地跟蹤檢驗疲勞裂紋的產生和發展過程。
[0003]目前對車輪采用的無損探傷方法有很多種，主要依據車輪各部位出現缺陷的特點和實際檢驗級別的需要，選用較為合適的無損探傷方法進行檢驗。從探傷工具的利用方面最簡單的方法是機車檢修人員通過錘敲車輪發出的聲音來判斷車輪的缺損情況，也可以利用便攜式的探傷儀進行現場的車輪缺陷探傷和評估，大型自動化探傷設備能提供更加嚴格的車輪質量檢驗手段。從被檢車輪解體方面可分為在線檢測和落輪檢測兩種方式；從被檢車輪運行狀態方面也可分為靜態檢測和動態檢測兩種方式；從選用的車輪無損探傷方面主要有磁粉探傷法、渦流探傷法、液體滲透法和超聲探傷法等。其中，磁粉和渦流探傷法僅能對車輪的表面及近表面的缺陷進行檢驗，液體滲透法僅能對車輪表面開口的缺陷進行檢驗，超聲探傷法可對車輪內部的缺陷進行檢驗。在車輪缺陷的動態檢測方面，早在20世紀70年代初，國際上就開始了自動檢測在線車輪缺陷的超聲方法的研究。20世紀80年代中期，德國利用電磁超聲技術研制成功車輪踏面裂紋EMAT探傷裝置，該全自動探傷裝置實現了運行機車車輪的動態探傷。80年代末期，美國也研制出類似的電磁超聲探傷裝置。電磁超聲檢測由于在線的列車車輪內部存在回流電流，回流電流會影響車輪內部交變電流，從而干擾電磁超聲波的產生，影響檢測結果。因此電磁超聲檢測方法僅對車輪的踏面表面及近表面缺陷探傷有效，且缺陷判傷容易受到踏面表面其它非缺陷物質(如油污、粘滯物等)的干擾。國內從早期主要是依賴人工檢測到現在已形成較為完善的車輪檢測體系，但隨著提速及對安全性要求的提高，尤其是對于輪對缺陷的早期檢測，近年來，逐漸開始研究地面安裝的車輪在線自動探傷裝置。但車載自動探傷設備還是一個空白。
[0004]目前輪對探傷的方式分為兩種:落輪式探傷和在線式探傷:(1)落輪式探傷主要適用于整備場機車車輛檢修，需要將車輪拆下，安裝至探傷裝置上。缺點是檢修需要機車進庫，并進行拆卸，因而時間長、效率低及工作量大，另外，無法進行輪對健康狀態的實時檢測。(2)在線式探傷分為正線軌邊探傷和整備場進場線探傷。正線探傷是將設備安裝于正線軌道上，車輪經過時進行探傷。缺點是探傷區域有限，僅局限于輪輞淺層8mm范圍內，且會受電力機車回流干擾，無法進行輪對健康狀態的實時檢測。整備場進場線探傷是將設備安裝于機務段整備場進場線路上，當車輪經過時進行探傷。缺點是造價高，施工周期長，探傷區域有限，僅限于輪輞、輪緣及輻板淺層，另外，無法進行輪對健康狀態的實時檢測。從以上說明可知，現有輪對探傷技術存在著探傷效率及人員工作量與探傷覆蓋范圍及成本之間的矛盾，即落輪式探傷設備保證了探傷覆蓋范圍，且成本相對低廉，但效率低，且工作人員工作量大，在線式探傷設備效率較高，但成本較高，施工量大，且探傷覆蓋面受限。且上述兩種方式都不能實現實時檢測，因此如何解決探傷效率及人員工作量與探傷覆蓋范圍及成本的矛盾問題、實現機車車輛行進中輪對探傷，已經成為一項亟待解決的關鍵技術問題。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型要解決的技術問題:針對現有技術的上述問題，提供一種能夠在機車車輛出廠時預裝在機車上，檢測快速高效、無需后期線路施工、探傷范圍廣、可覆蓋車輪所有需要檢測部位、造價較低、機車運行過程中可隨時檢測輪對健康狀態的車載式輪對探傷系統。
[0006]為了解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案為:
[0007]—種車載式輪對探傷系統，包括司機室單元和至少一個安裝于機車的轉向架上的轉向架單元，所述司機室單元包括超聲檢測儀和探傷檢測控制器，所述轉向架單元包括親合水噴射單元和至少一個超聲探頭組，所述超聲探頭組包括至少一個裝設于機車上且與被檢測車輪的被檢測部位間隙布置的超聲探頭，所述耦合水噴射單元包括噴射區域覆蓋超聲探頭的檢測區域的耦合水噴嘴，所述超聲探頭的輸出端和超聲檢測儀相連，所述超聲檢測儀、耦合水噴射單元分別和探傷檢測控制器相連。
[0008]優選地，所述耦合水噴射單元包括耦合水箱、耦合水噴射器和耦合水噴射控制器，所述耦合水箱、耦合水噴射器、耦合水噴嘴依次通過耦合水管相連，所述耦合水噴射器的控制端和耦合水噴射控制器相連，所述耦合水噴射控制器和探傷檢測控制器相連，所述耦合水箱和機車的水箱連通。
[0009]優選地，所述超聲探頭包裹布置于耦合水噴嘴內。
[0010]優選地，所述轉向架單元還包括用于對超聲信號進行前置處理的超聲檢測前置模塊，所述超聲探頭的輸出端通過超聲檢測前置模塊和超聲檢測儀相連。
[0011]優選地，所述超聲檢測前置模塊包括脈沖激勵電路和放大電路，所述超聲檢測前置模塊的脈沖激勵電路輸出端和超聲探頭的激勵信號輸入端相連，所述超聲探頭的檢測信號輸出端通過超聲檢測前置模塊的放大電路和超聲檢測儀相連。
[0012]優選地，所述脈沖激勵電路為高壓順序脈沖激勵電路。
[0013]優選地，所述轉向架單元中超聲探頭組與該轉向架單元所在轉向架中的車輪--
對應，所述超聲探頭組中的超聲探頭與對應車輪的被檢測部位間隙布置。
[0014]優選地，所述超聲探頭組中至少一個超聲探頭設于對應車輪的踏面外側。
[0015]優選地，所述超聲探頭組中至少一個超聲探頭設于對應車輪的輪緣內側。
[0016]本實用新型車載式輪對探傷系統具有下述優點:本實用新型車載式輪對探傷系統包括司機室單元和至少一個安裝于機車的轉向架上的轉向架單元，司機室單元包括超聲檢測儀和探傷檢測控制器，轉向架單元包括耦合水噴射單元和至少一個超聲探頭組，超聲探頭組包括至少一個裝設于機車上且與被檢測車輪的被檢測部位間隙布置的超聲探頭，耦合水噴射單元包括噴射區域覆蓋超聲探頭的檢測區域的耦合水噴嘴，超聲探頭的輸出端和超聲檢測儀相連，超聲檢測儀、耦合水噴射單元分別和探傷檢測控制器相連，能夠在機車車輛出廠時預裝在機車上、在機車運行過程中可隨時檢測輪對健康狀態，實現機車行進中的在線探傷功能，不占用檢修窗口時間，具有檢測快速高效、無需后期線路施工、造價較低的優點，相對于地面安裝的在線動態檢測系統具有實時性更強、設備簡單造價較低的優點，相對于落輪式探傷裝置具有效率高、實時性強、人工操作簡單、工作