無損檢測在高鐵車輛生產中的應用

邸強

摘 ? 要：探究無損檢測在高鐵車輛生產中的應用。通過社會調查、閱讀文獻等手段了解無損檢測的原理、優點及其在高鐵生產中的應用。本文討論了無損檢測中的射線檢測及滲透檢測在高鐵生產中的應用及其原理。采取無損檢測技術可以在不損傷被檢測物體前提下準確的識別出被檢測料件中缺陷的位置、類型，如果該缺陷在一定區間內，則通過去除缺陷以及及時的調整生產方法、改進生產工藝等手段，使被檢工件質量達標。所以無損檢測應用于高鐵車輛的生產中，可以提高產品質量，提升工作效率，降低生產成本。

關鍵詞：無損檢測 ?高鐵 ?射線 ?滲透

中圖分類號：TH878 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2020）02（c）-0048-02

無損檢測是指在不損壞待檢測物體的前提下，通過物理或者化學方法，利用先進的高科技技術、先進的設備，檢查并測試待檢測物體表面、內部的狀態、結構以及性質[1]。利用無損檢測技術進行探傷和質量檢測不會破壞被檢測物體原有的結構與性能，最大程度保證被檢測物體的結構與功能的完整性，即能夠檢測物體的質量水平及存在的缺陷。因此使用無損檢測能夠顯著的降低檢測成本，同時提升產品的質量水平以及工作效率[2]。我國最近這些年注重于基礎設施的建設，其中高鐵的建設更是重中之重。高鐵建設與國家經濟發展密切相關，因此高鐵質量問題十分重要。而目前在檢測高鐵施工的質量水平時，最主要的檢測方法就是利用無損檢測。因此，討論無損檢測在高鐵生產中的應用十分重要。

1 ?無損檢測的應用特點

1.1 精確識別缺陷部位及缺陷情況

檢測技術種類很多，包括對輕軌、高鐵、橋梁、道路等基礎工程實施敲打、聽聲，通過敲打產生的聲音來判斷該工程中是否存在著缺陷。目前還有部分人、部分工程采用這種陳舊落后的方法，很顯然利用這種技術根本無法精準的識別出缺陷的具體位置和缺陷的實際情況。無損檢測針對這一方面有了巨大的進步，不但可以精確的判斷缺陷的產生，還可以精確的定位于缺陷部位，甚至可以通過該技術判斷缺陷情況。

1.2 檢測過程中不損傷被檢測物

無損檢測最顯著的優點就是在探傷的時候可以確保被檢測物的完整，不破壞被檢測物的結構和性能。無損檢測技術可以檢測的范圍較為全面，最大程度的為工程的改造提供一些參考。但需要注意的是，無損檢測并不是對所有項目均適用，有些項目須經過損傷才能進行檢測，即需要實施破壞性試驗。

2 ?射線檢測及其原理

射線檢測是在工程檢測中應用最廣泛，且應用時間最長的無損檢測技術之一，射線無損檢測是通過利用X射線、γ射線、高能射線等多種射線可以穿透物質，及射線在穿透物質時會出現不斷的衰減，來發現物質表面或者內部存在的缺陷等。射線檢測工作的一般原理如下：射線穿透被檢測物體，根據射線穿透過程中遇到的阻力強度的變化判斷物體是否存在缺陷。射線檢測對被檢測物體的形狀、結構、是否粗糙等沒有明確要求，通過射線檢測得到感應膠片的圖像，可以較為直接的顯示出物體存在的缺陷的影像，可作為對缺陷實施定位、定量、定性的分析標準，結果準確，且射線底片能夠比較長期的存檔，可在事后用于分析其原因，不過射線檢測也存在設備比較復雜，透射角度不合適則面積型的缺陷不易發現，檢測成本相對高，射線損傷人類身體等問題。根據射線檢測顯示物體缺陷結果的方法分類，射線檢測可以分為射線照相法探傷、射線電離法探傷、射線熒光屏觀察法探傷、射線實時圖像法探傷等類別。目前射線照相法在高鐵中應用較為廣泛。比如2019年11月3日，廣東東莞供電局利用X光射線檢測廣深港高鐵線，發現110kV培電甲線下導線耐張線夾錨鋼發生斷裂現象，南方電網和廣鐵集團連夜利用鐵路停運的窗口期完成了內部斷裂的線夾更換，解決了這一高鐵危機。

射線照相法的原理如下所述：射線穿透被檢測物時，被檢測物的密度決定了其對射線的吸收程度，吸收越強則射線衰減越強。被檢測物密度小的部位，射線能量的衰減小。利用射線進行檢測時，射線穿過被檢測物體到達膠片上，因為被檢測物體有缺陷的地方和沒有缺陷的地方的密度、厚度是有差別的，所以導致射線的衰減是有差別的，導致最后到達膠片上的射線的強度不一樣，即膠片的感光度不一，通過暗室處理后可得不同的黑度。最后評片人員利用觀片燈觀察底片上的黑度差，則能夠判斷物體上的缺陷具體情況，并對物體的質量做出客觀的評價。通過觀察射線照相法所得底片，就可以相對準確地判斷被檢測物存在的缺陷的類型、性質、大小、數量、部位等信息。

利用射線照相法，比較容易檢測出存在局部厚度差異、密度差異的體積型缺陷，比如物體內部存在氣孔、夾渣等缺陷。而且幾乎全部種類的材料都可以使用射線照相法進行檢測，特別是在以金屬為基本材料的焊縫或鑄件上的應用，都可以得到較好的檢測效果。不過在釬焊等焊接接頭的檢測方面比較少使用射線照相法。射線著想法不能檢測出垂直照射方向的薄層缺陷，比如鋼板的分層等方面。

3 ?滲透檢測原理

滲透檢測可以用于檢查高鐵車輛氣閥、焊縫等部位的缺陷，其原理如下：把有色染料或者熒光染料溶解于滲透劑中，然后將滲透劑涂抹于被檢測物表面，通過毛細現象的作用，滲透劑可以逐漸滲入至工件存在的各種開口至表面的微小缺陷中，然后清除掉被檢測物表面多余的滲透劑，待物體充分干燥后再涂抹顯像劑，以吸收存在于缺陷中的滲透液，然后利用科學的光照系統就可以照射出滲透液的痕跡，即可按照滲透液的痕跡發現工件缺陷實際情況。因此滲透檢測一般用于工件表現開口的缺陷，這同時也導致了滲透檢測應用較為局限。

4 ?討論

隨著高鐵技術的高速發展，無損檢測也發展迅速，目前已經是檢測高鐵質量及探傷的主要技術手段。高鐵生產過程中的無損檢測工作主要有兩方面[3]：一方面是針對工務方面的檢測，主要有道岔、鋼軌、鋼軌焊縫等內容;另一方面是針對高鐵車輛各個零部件的探傷，包括針對輪軸、鉤緩、搖枕側架、軸承等行車部件以及車體的探傷。五種常用的無損探傷方法均較好的應用于高鐵車輛的生產。工務產品的檢測，即針對鋼軌、道岔等的探傷，主要是利用超聲波檢測的方法。高鐵車輛以及車輛上的各個零部件，包括車輪、齒輪、軸承等部位的探傷一般是超聲波探傷以及磁粉檢測相互配合[4]。高鐵車輛的氣閥、連桿以及輪芯等針對高鐵表面的檢查和探傷主要使用渦流檢測，渦流檢測也可以用于磁粉無法檢測的缺陷方面，比如高鐵空心車軸內表面的檢查和探傷一般利用渦流檢查[5]。射線檢測則一般用于檢查鑄件、焊縫等方面的缺陷，滲透檢測可以用于檢查高鐵車輛焊縫等部位的缺陷。以京張高鐵為例，著色滲透探傷在車體探傷的應用極其廣泛，在側墻與車頂的焊接中滲透探傷大有用武之地。但是由于不同車體主體材料、產品的性能、結構等均有所不同，所以在選擇檢測方法的時候需要根據實際情況來進行選擇。而且不同的無損探傷的方法具有不同的作用，針對性相對較強，因此不同的無損檢測的方法均有其應用的局限性。有時候為達到檢測的目的以及保證檢測的安全性，可采取多種無損檢測方法相結合的方法進行檢測。但是無損檢測在高鐵車輛生產中的應用也還有許多需要解決的問題，仍需要專家、工作人員們不斷探索。

參考文獻

[1] 孫明.無損探傷缺陷的檢測與識別[J].黑龍江科技信息，2017（17）：44.

[2] 付紅玲.無損檢測技術在橋梁樁基檢測中的應用[J].居業，2019（10）：21.

[3] 趙祎頡.高鐵工程的無損檢測技術應用探討[J].信息化建設，2016（1）：285.

[4] 江波.地質雷達在高鐵隧道檢測中的應用[J].中國鐵路，2018（9）：97.

[5] 彭亮.無損檢測技術在特種設備制造中的應用與發展[J].中國設備工程，2017（21）：84.