一种在役轨道焊缝高温检测方法及其检测装置与流程

本发明涉及电磁无损检测技术领域，具体涉及铁路轨道焊缝的无损检测，特别是涉及一种在役轨道焊缝高温检测方法及其检测装置。

背景技术：

现在高铁专用轨道均为无缝隙的长轨，在日常维护中，因为冬冷夏热造成的冷缩热胀等原因，需要对钢轨进行快速切割焊接处理，由于焊接方式多数需要采用高温热熔法，而且在夜间有限的天窗点时间施工，未能有时间等到钢轨焊缝冷却至常温后再进行无损检测后再通车，而且钢轨焊缝不能用水等快速降温，通常须自然冷却，以免影响其质量。因此只能在隔天以后的天窗时间再补充检验其钢轨焊缝质量，这就存在列车行驶的安全隐患。

目前的探伤仪的伤损检测只能待表面温度降至40ºc以下后才能进行。铁路钢轨焊接主要使用闪光焊和铝热焊，焊缝推瘤、打磨完毕后的温度约600-800ºc左右，降至适合探伤的40ºc需要2小时左右，因高铁运输要求，天窗点结束前人员、器械必须撤离封闭网外方可销记和开通，作业时间太长，对行车组织影响较大。因此，迫切需要在焊接完成后的较短的时间内对焊缝进行质量检测。

针对以上缺点问题，本发明采用如下技术方案进行改善。

技术实现要素：

本发明的目的提供一种在役轨道焊缝高温检测方法及其检测装置，公开的技术方案如下：

一种在役轨道焊缝高温检测装置，用于在役铁路钢轨(4)的高温焊缝(41)的无损检测，由引线(2)连接于分析显示仪(3)，所述检测装置(1)包括耐高温壳体(11)、检测探头(12)，其特征在于所述检测装置(1)还包括用于对设置于检测探头(12)的检测传感器进行降温的气体或液体冷媒流动的装置；

其中，所述的冷媒流动装置包括冷媒导管(13)和引流泵(14)，用于引导气体或液体冷媒在所述壳体(11)的腔体(112)内流动。

另一实施方式中，所述壳体(11)还包括设置于靠近检测探头(12)的检测端部的冷媒出口(15)。

检测装置(1)还设置用于所述检测探头(12)的检测传感器在腔体(112)内上下移动切换的切换装置，所述切换装置包括转动装置(16)以及转动连接于转动装置(16)的滚动轴(17)，所述的检测探头(12)的柔性环形带(123)可环形移动地连接于所述滚动轴(17)，带动柔性环形带(123)上的检测传感器在腔体(112)内的冷媒中上下移动。其中转动装置(16)不限于为电驱动的伺服小电机、或者机械按压拉动传动的各种结构。

其中，柔性环形带(123)上的检测传感器为随机阵列式排布的涡流传感器(121)或超声传感器(122)的一种或一种以上，可选择性的切换一个或者一个以上的检测传感器作为探头(12)进行检测的传感器。柔性环形带(123)上还可设置无检测传感器的空白处(124)，当需要检测装置长时间在被检测钢轨上停留时，选择切换到无检测传感器的空白处(124)，以免损坏检测传感器。

当探头(12)选择设置多个检测传感器进行检测时，检测装置(1)可以设置为适合于轨道焊缝(41)宽度的扁平结构，多个检测传感器长条形排列于检测探头(12)上，可同时设置多个涡流传感器(121)或超声传感器(122)为阵列式排列于焊缝(41)宽度方向，沿焊缝表面移动可选择地做涡流和超声波检测，选择一次性进行涡流扫描检测，或者一次性进行超声扫描检测，或者选择一次性进行涡流和超声同时进行扫描检测。

为了超声检测同时进行，选择在腔体(112)内流动后由冷媒出口(15)流出的冷媒为耐高温、导热以及可导超声波的硅油等，同时具备散热和传导超声波的功能。

有必要的时候，检测装置的壳体(11)还可设置真空隔热层(111)。

本发明还公开一种在役轨道焊缝高温检测方法，用于在役铁路钢轨(4)的高温焊缝(41)的无损检测，具体步骤如下：

a.开启冷媒流动装置：耐高温检测装置连接于检测分析仪，启动检测装置的冷媒流动装置使气体或液体冷媒在高温检测装置的腔体内流动；

b．选择检测传感器：选择检测装置所需的对应的探头上的检测传感器；

c.高温焊缝检测：将以上步骤设置好的检测装置靠近高温钢轨焊缝进行所需要项目的检测；

d.数据分析记录：将检测的数据传送至检测分析仪进行数据分析。

在所述的步骤b中的选择检测传感器为通过移动检测探头的柔性环形带进行选择涡流检测传感器或者超声检测传感器的一种或一种以上，可选择地阵列式排列为适合于钢轨焊缝的宽度的检测传感器阵列，一次性沿着焊缝方向扫描检测。

在所述的步骤d中检测分析仪分析的数据异常时，判断为检测传感器被高温环境损坏，通过移动柔性环形带进行选择备用的检测传感器重新从b步骤开始检测。

据以上技术方案，本发明具有以下有益效果：

一、本发明采用内循环冷却检测探头的方法，即在焊缝涡流检测探头基体外，增加不锈钢或陶瓷等耐高温外套，或者增加真空隔热层，在探头与外套的腔体间设计流动的冷媒（气体或液体），以降低探头的温度，实现检测仪可以在钢轨焊缝在较高温度(200-300ºc)时进行钢轨焊缝有效的质量检测。特别是涡流检测时，本发明一体化检测装置结构可使在役高温钢轨焊缝涡流检测允许探头有效提离度达15mm以上，即给冷却装置留下足够的空间，保证800ºc以下的温度能进行有效的无损探伤检测，检测高温焊缝表面的结晶情况，及时发现钢轨焊缝早期形成的热裂纹缺陷，和降温过程形成的冷裂纹缺陷，第一时间作出补救措施，杜绝安全隐患，达到快速、高效的检测目的，解决困扰铁路行业在役轨道焊缝高温下的检测难题。

二、本发明的检测探头还设置有备用检测传感器，当检测的结果异常时，通过柔性环形带的移动切换备用检测传感器，解决了高温损坏检测传感器的情况下，可以切换检测探头的备用检测传感器，迅速的做到重新检测，节省在役检测时间。而且，通过柔性环形带的上下移动切换检测传感器的时候，检测传感器在充满冷媒的腔体内上下移动，减少了检测传感器接近高温钢轨焊缝的时间，更增加了热交换的散热效果，有效的避免检测传感器被高温环境所损坏。

三、本发明的检测探头设置阵列式排列的多个传感器结构，同时设置涡流检测传感器和超声检测传感器，通过柔性环形带的移动切换选择，以及使用耐高温硅油作为耦合剂，实现对高温钢轨焊缝的一次性涡流扫描检测或者一次性超声波扫描检测，或者达到同时进行涡流扫描检测和超声波扫描检测的检测目的,减少了检测传感器重复接触高温钢轨焊缝的接触，实现快速检测的效果，减少检测传感器被高温损坏的概率。

附图说明

图1为本发明最佳实施例的检测装置整体示意图;

图2为本发明最佳实施例的检测装置检测端设置冷媒出口的示意图;

图3为本发明最佳实施例的检测装置中检测传感器移动切换装置的示意图;

图4为本发明最佳实施例的检测装置中检测传感器移动切换装置的侧面示意图;

图5为本发明最佳实施例的检测探头柔性环形带上检测传感器布局示意图;

图6为本发明最佳实施例的检测装置应用于高温钢轨焊缝检测的示意图;

图7为本发明另一实施方式的探头为长条形阵列式检测传感器结构的扁平检测装置示意图;

图8为本发明另一实施方式的检测装置扁平宽度适合于焊缝的使用状态示意图;

图9为本发明另一实施方式的检测装置扁平宽度适合于焊缝的使用状态侧面示意图;

图10为本发明最佳实施例的检测方法流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，对本发明做进一步说明。

如图1、图2和图6所示，本发明公开的一种在役轨道焊缝高温检测装置，用于在役铁路钢轨4的高温焊缝41的无损检测，由引线2连接于分析显示仪3，所述检测装置1包括耐高温壳体11、检测探头12，其特征在于所述检测装置1还包括用于对设置于检测探头12的检测传感器进行降温的气体或液体冷媒流动的装置；

其中，所述的冷媒流动装置包括冷媒导管13和引流泵14，用于引导气体或液体冷媒在所述壳体11的腔体112内流动。如图1中冷媒流动箭头方向所示，冷媒导管13设置为入口和出口两种形式，形成冷媒在整个腔体112内转换式流动。

如图2所示，另一种实施方式中，如图中冷媒流动箭头方向所示，检测装置1的壳体11上方设置的冷媒导管13均为冷媒入口，而在壳体11下方设置于靠近检测探头12的检测端部的冷媒出口15流出。

如图3所示，检测装置1还设置用于所述检测探头12的检测传感器在腔体112内上下移动切换的切换装置，所述切换装置包括转动装置16以及转动连接于转动装置16的滚动轴17，所述的检测探头12的柔性环形带123可环形移动地连接于所述滚动轴17，带动柔性环形带123上的检测传感器在腔体112内的冷媒中上下移动。其中转动装置16不限于为电驱动的伺服小电机、或者机械按压拉动传动的各种结构，此结构不是本发明的重点，且为传动机构中的惯用手段，不再详细解说。

如图5所示，柔性环形带123上的检测传感器为随机阵列式排布的涡流传感器121和超声传感器122的一种或一种以上，可选择性的切换一个或者一个以上的检测传感器作为探头12进行检测的传感器。柔性环形带123上还可设置无检测传感器的空白处124，当需要检测装置长时间在被检测钢轨上停留时，选择切换到无检测传感器的空白处124，以减少检测传感器与高温钢轨焊缝的接触时间，降低损坏检测探头的概率。

如图7、图8和图9所示，本发明另一实施方式，当探头12选择设置多个检测传感器进行检测时，检测装置1可以设置为适合于轨道焊缝41宽度的扁平结构，多个检测传感器长条形排列于检测探头12上，可同时设置多个涡流传感器121或超声传感器122为阵列式排列于焊缝41宽度方向，沿焊缝表面移动可选择地做涡流检测和超声波检测，选择一次性进行涡流扫描检测，或者一次性进行超声波扫描检测，或者选择一次性同时进行涡流和超声波扫描检测。

其中，如图7中所示，冷媒从检测装置1的壳体11腔体上方的冷媒入口13导入，通过整个扁平式内腔112的空间流动后，由设置于检测装置1的壳体11下方的长条形的冷媒出口15流出，实现热交换散热。检测探头12的柔性环形带123设置为环形可移动地沿扁平式外壳11的宽度方向的腔体里，传动柔性环形带123的装置可设计为由四个滚动轴17构成，实现进行探伤检测时，检测传感器形成长条状阵列式排列靠近高温钢轨焊缝，可移动的选择切换阵列式涡流检测传感器或者超声波检测传感器的一种进行检测，或者选择阵列式排列的涡流检测传感器与超声波检测传感器同时进行高温钢轨焊缝的无损探伤检测。

为了超声波检测同时进行，由壳体11腔体上方的冷媒入口13导入在腔体112内流动后由冷媒出口15流出的冷媒为耐高温、导热以及可导超声波的硅油等，同时具备散热和传导超声波的功能。

有必要的时候，检测装置1的壳体11还可设置真空隔热层111。

如图10中所示的方法流程，本发明还公开一种在役轨道焊缝高温检测方法，用于在役铁路钢轨4的高温焊缝41的无损检测，具体步骤如下：

a.开启冷媒流动装置：耐高温检测装置连接于检测分析仪，启动检测装置的冷媒流动装置使气体或液体冷媒在高温检测装置的腔体内流动；

b．选择检测传感器：选择检测装置所需的对应的探头上的检测传感器；

c.高温焊缝检测：将以上步骤设置好的检测装置靠近高温钢轨焊缝进行所需要项目的检测；

d.数据分析记录：将检测的数据传送至检测分析仪进行数据分析。

在所述的步骤b中的选择检测传感器为通过移动检测探头的柔性环形带进行选择涡流检测传感器或者超声检测传感器的一种或一种以上，可选择地阵列式排列为适合于钢轨焊缝的宽度的检测传感器阵列，一次性沿着焊缝方向扫描检测。

在所述的步骤d中检测分析仪分析的数据异常时，判断为检测传感器被高温环境损坏，通过移动柔性环形带进行选择备用的检测传感器重新从b步骤开始检测。

以上为本发明的其中一种实施方式。此外，需要说明的是，凡依本专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本专利的保护范围内。