磁粉檢測技術在地鐵轉向架檢修中的應用

馮文慧　唐魯楠（南京地鐵運營有限責任公司，江蘇　南京　210012）

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磁粉檢測技術在地鐵轉向架檢修中的應用

馮文慧唐魯楠
（南京地鐵運營有限責任公司，江蘇南京210012）

摘要：磁粉檢測技術是地鐵車輛轉向架大修中應用最廣泛的無損檢測技術，利用了鐵磁性材料表面或淺表面缺陷處在磁場中產生漏磁的特性。目前地鐵車輛磁粉檢測標準并未統一，轉向架各部件多沿用制造出廠時所參考的相關國際標準。本文重點介紹了地鐵車輛轉向架輪軸、構架、鋼簧等部件的磁粉檢測技術要求，并分析了目前地鐵車輛無損檢測的現狀。

關鍵詞：磁粉檢測；地鐵車輛；轉向架；大修

隨著無損檢測理念的進步及城市軌道行業不斷發展，無損檢測技術在城市軌道車輛高級別檢修中正在發揮著重要作用，目前應用于地鐵車輛檢修的無損檢測技術主要是磁粉檢測，磁粉檢測對于軌道車輛走形部、車鉤、懸掛件等重要系統部件內部缺陷檢測及提高列車運行安全可靠性發揮著重要作用。

1 磁粉檢測與地鐵檢修

1.1 磁粉檢測原理

磁粉檢測利用了鐵磁性材料磁化后，在不連續性或截面變化處產生漏磁的特性，依磁粉分布顯示被探測物件表面和近表面缺陷。工件在強磁場中或通以大電流磁化后，在表面或近表面缺陷附近會產生漏磁，將導磁性良好的磁粉施加在物體上時，缺陷附近的漏磁場就會吸住磁粉，堆集形成可見的磁粉跡痕，從而把缺陷顯示出來。

1.2 磁粉檢測技術的局限性

磁粉檢測技術具有操作簡單、靈敏度高、成本低的優點，所使用的設備也有固定式、移動式、便攜式多種。但由于利用了鐵磁性材料在工件表面及近表面缺陷處產生漏磁的原理，其又具有一定局限性，如：只適用于鐵磁性材料、只適用于工件表面近表面探傷、受工件表面涂層影響、缺陷方向性要求高等。

2 地鐵車輛磁粉檢測標準

自1996年起，鐵道部制定了一系列無損檢測標準，通過等同或等效采用國外先進標準使得鐵道行業標準水平明顯提高。與鐵道車輛相比，地鐵車輛有鮮明的特點：行業起步晚，車輛制造技術不統一，國外技術多等，以致目前國內地鐵車輛檢修標準尚未統一，基本以ISO、EN、NF等相關國際標準為準，同時參考鐵路TB標準，如EN1291：2002 《焊縫磁粉探傷驗收等級》、《鐵路客車輪軸組裝檢修及管理規則》等。

3 地鐵轉向架磁粉檢測

目前，國內地鐵行業所使用的車輛一般為A型和B型兩種，轉向架是軌道車輛的重要走形部件，承受軌道及車體間的相互作用，傳遞牽引及制動力，并保證車輛能夠順利通過曲線，它技術狀態直接影響列車運行安全及車輛平穩性，因此檢修要求格外嚴格，地鐵轉向架部件無損檢測以磁粉檢測為主，主要應用于最高級別維修—大修。

地鐵轉向架需要進行磁粉檢測的部件有輪軸，構架，一系鋼彈簧，抗側滾扭桿、各類吊桿等，多使用專用磁粉檢測設備。

3.1 輪軸無損檢測

由于最高運行速度一般不超過100km/h，地鐵輪軸磁粉探傷主要用于檢測車軸軸身表面及淺表面缺陷，采用濕法連續法復合磁化工藝，所使用的設備一般為在線通過式的輪對熒光磁粉探傷機，對于單根車軸的磁粉檢測，則需要固定式的車軸磁粉探傷專用設備。輪軸磁粉檢測設備一般采用縱向通電法進行周向磁化，磁化電流應至少達到3000A；而縱向磁化方式則既可以采用吸合線圈磁化，也可以采用非吸合線圈磁化，非吸合線圈磁化可以有效避免吸合線圈打火，無論哪種形式縱向磁勢至少應達到24000AT并連續可調。需要注意的是出于對軸承的保護，輪對磁粉探傷后必須進行退磁處理，要求在距探傷機4m 以外，用磁強計在車軸兩端中心孔處測量，剩磁應符合標準要求。

3.2 構架無損檢測

地鐵轉向架構架一般為箱型焊接的無搖枕結構，需要進行磁粉檢測的部位有引弧板切割面、部件吊座、長直焊縫等。由于構架屬于較大的異形工件，目前只能使用便攜式電磁軛探儀進行人工探傷，采用非熒光的濕法連續法，磁懸液為預先配置好的黑磁粉噴劑，配合反差增強劑使用。驗收等級按EN1291《焊縫磁粉探傷驗收等級》執行，不允許存在裂紋、未熔合、密集氣孔等缺陷。目前，南京地鐵已對正在架大修的幾條線路的構架焊縫進行了磁粉檢測，結果顯示缺陷主要存在于構架引弧板切割面，一般以線性缺陷為主，如構架焊縫端部引弧板切割面缺陷，對于這類缺陷處理方法一般為打磨后焊補。

3.3 一系鋼彈簧無損檢測

對于一系螺旋壓縮彈簧，其內部缺陷以與棒料軸線平行的縱向缺陷為主，需要對鋼簧進行縱向直接通電磁化；對于與棒料軸線垂直的橫向缺陷，需要穿棒法磁化，由于鋼簧的特殊結構，其磁粉檢測一般需要通過專用探傷機進行，檢測后剩磁一般要求不高于0.3kA/m。

3.4 桿件無損檢測

抗側滾扭桿、齒輪箱吊桿等均屬于長直類桿件，這類部件磁粉檢測可采用人工方式，也可以采用專用桿件磁粉探傷機，采用人工方式則應注意必須對桿件進行縱向和周向兩個方向的復合磁環檢測，存在漏檢問題。

4 地鐵轉向架磁粉檢測應用現狀

可以看出，目前地鐵轉向架檢修所使用的磁粉檢測仍以最常規的技術手段為主，雖然針對不同零部件出現了一大批各種形式的專用檢測設備，但在核心技術及檢測靈敏度提高方面的進展并不大，一些重要部位的檢測，尚只能采用簡單設備和人工方法，在提高操作便捷性、降低漏檢率方面仍需提高。此外，前面提到了國內地鐵車輛檢修并沒有統一的標準，同樣的部件，有的地鐵單位采用ISO或NF標準，有的則采用TB標準，造成了各自為營的局面；而且標準的不統一也造成了另一個問題：檢測范圍的不統一，如有的單位要求對構架焊縫檢測，而有的單位對此則不作要求，檢測標準的不統一一定程度上限制了磁粉檢測技術在地鐵車輛檢修領域的交流與發展。

結語

無損檢測技術尤其是磁粉檢測技術已經在地鐵車輛的高級別檢修中有了廣泛的應用，對于車輛零部件內部缺陷檢出，提高車輛維修質量及安全性有著十分重要的意義，但在檢測技術提高，行業標準化方面仍需提高，相信隨著無損檢測技術及理念的不斷進步，地鐵車輛無損檢測技術將會朝著更便捷、更靈敏、更科學的方向發展。

參考文獻

[1]魏鵬宇.鐵磁性容器的滲透與磁粉檢測方法比較[J].無損檢測，2009，31（05）：415-416.

[2]萬升云.無損檢測在機車車輛工藝上的應用——磁粉檢測[J].鐵道機車車輛工人，2007（06）：27.

中圖分類號：U272

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