无损检测 轨道交通双轨探伤 超声检测系统

1、ICS 77.040.20N 70团体标准T/URTI 0003-2020无损检测 轨道交通双轨探伤 超声检测系统Nondestructive testing double track ultrasonic testing system for rail transit2020-XX-XX 发布 2020-XX-XX 实施发布中关村材料试验技术联盟 III目录 TOC o 1-2 h z u HYPERLINK l _Toc68879258 前 言 PAGEREF _Toc68879258 h III HYPERLINK l _Toc68879259 无损检测 轨道交通双轨探伤 超声检测系统

2、PAGEREF _Toc68879259 h 1 HYPERLINK l _Toc68879260 1 范围 PAGEREF _Toc68879260 h 1 HYPERLINK l _Toc68879261 2 规范性引用文件 PAGEREF _Toc68879261 h 1 HYPERLINK l _Toc68879262 3 术语和定义 PAGEREF _Toc68879262 h 2 HYPERLINK l _Toc68879263 3.1 超声检测系统 ultrasonic testing system PAGEREF _Toc68879263 h 2 HYPERLINK l _To

3、c68879264 3.2 超声检测硬件 ultrasonic testing hardware PAGEREF _Toc68879264 h 2 HYPERLINK l _Toc68879265 3.3 超声检测软件 ultrasonic testing software PAGEREF _Toc68879265 h 2 HYPERLINK l _Toc68879266 3.4 检测探轮detection wheel PAGEREF _Toc68879266 h 2 HYPERLINK l _Toc68879267 3.5 自动判伤automatic identification of da

4、mage PAGEREF _Toc68879267 h 3 HYPERLINK l _Toc68879268 3.6 报警和报警波图像显示alarm and alarm wave image display PAGEREF _Toc68879268 h 3 HYPERLINK l _Toc68879269 3.7 探头耦合失效报警probe coupling failure alarm PAGEREF _Toc68879269 h 3 HYPERLINK l _Toc68879270 4 使用条件 PAGEREF _Toc68879270 h 3 HYPERLINK l _Toc6887927

5、1 4.1 环境条件 PAGEREF _Toc68879271 h 3 HYPERLINK l _Toc68879272 5 技术要求 PAGEREF _Toc68879272 h 4 HYPERLINK l _Toc68879273 5.1 基本要求 PAGEREF _Toc68879273 h 4 HYPERLINK l _Toc68879274 5.1.1 检测系统总要求 PAGEREF _Toc68879274 h 4 HYPERLINK l _Toc68879275 5.1.2 检测硬件要求 PAGEREF _Toc68879275 h 4 HYPERLINK l _Toc68879

6、276 5.1.2.1 探轮要求 PAGEREF _Toc68879276 h 5 HYPERLINK l _Toc68879277 5.1.2.2 检测主机要求 PAGEREF _Toc68879277 h 5 HYPERLINK l _Toc68879278 5.1.2.3 检测工控机要求 PAGEREF _Toc68879278 h 6 HYPERLINK l _Toc68879279 5.1.3 检测软件要求 PAGEREF _Toc68879279 h 6 HYPERLINK l _Toc68879280 5.2 外观和结构 PAGEREF _Toc68879280 h 7 HYPE

7、RLINK l _Toc68879281 5.3 安全要求 PAGEREF _Toc68879281 h 7 HYPERLINK l _Toc68879282 5.4 密封性 PAGEREF _Toc68879282 h 7 HYPERLINK l _Toc68879283 5.5 使用说明书及有关文件 PAGEREF _Toc68879283 h 7 HYPERLINK l _Toc68879284 6 检验方法 PAGEREF _Toc68879284 h 7 HYPERLINK l _Toc68879285 6.1 环境检验 PAGEREF _Toc68879285 h 7 HYPERL

8、INK l _Toc68879286 6.2 基本要求检验 PAGEREF _Toc68879286 h 10 HYPERLINK l _Toc68879287 6.2.1 检测系统性能检验 PAGEREF _Toc68879287 h 10 HYPERLINK l _Toc68879288 6.2.2 检测硬件检验 PAGEREF _Toc68879288 h 10 HYPERLINK l _Toc68879289 6.2.2.1 探轮检验 PAGEREF _Toc68879289 h 10 HYPERLINK l _Toc68879290 6.2.2.2 检测主机性能检验 PAGEREF

9、_Toc68879290 h 11 HYPERLINK l _Toc68879291 6.2.2.3 检测工控机性能检验 PAGEREF _Toc68879291 h 11 HYPERLINK l _Toc68879292 6.2.2.4 电池性能检验 PAGEREF _Toc68879292 h 11 HYPERLINK l _Toc68879293 6.2.3 检测软件功能检验 PAGEREF _Toc68879293 h 11 HYPERLINK l _Toc68879294 6.3 外观和结构检测 PAGEREF _Toc68879294 h 11 HYPERLINK l _Toc68

10、879295 6.4 安全性能检验 PAGEREF _Toc68879295 h 11 HYPERLINK l _Toc68879296 6.5 密封性能 PAGEREF _Toc68879296 h 11 HYPERLINK l _Toc68879297 7 检验规则 PAGEREF _Toc68879297 h 12 HYPERLINK l _Toc68879298 7.1 总则 PAGEREF _Toc68879298 h 12 HYPERLINK l _Toc68879299 7.2 检验分类 PAGEREF _Toc68879299 h 12 HYPERLINK l _Toc6887

11、9300 7.3 定型检验 PAGEREF _Toc68879300 h 12 HYPERLINK l _Toc68879301 7.4 交收检验 PAGEREF _Toc68879301 h 13 HYPERLINK l _Toc68879302 7.5 例行检验 PAGEREF _Toc68879302 h 13 HYPERLINK l _Toc68879303 8 贮存 PAGEREF _Toc68879303 h 13前 言本部分按照GB/T1.12009给出的规则起草。本标准由中国材料与试验团体标准委员会无损检测技术及设备领域委员会、南京航空航天大学工信部高速载运设施无损检测监控技术

12、重点实验室、中铁第四勘察设计研究院等单位提出。本标准由中国材料与试验团体标准委员会无损检测技术及设备领域委员会归口。本标准主要起草人：王平、邱绍峰、耿明、石永生、郭满鸿、龙建兵、陈路明、刘建利、何平、徐剑敏、许辉、李成洋、许勇、徐维磊、贾银亮、许鹏、朱江、姜汉超、雷刚、黄永军、郭勐、葛志德、左义峰、夏浪、詹红庆、马建民、李晴、边永丰、王子成、丁伟、张定成、张剑、李红梁、郭思进、梁冰洁、朱善琪T/URTI 00032020PAGE 13无损检测 轨道交通双轨探伤 超声检测系统范围本标准规定了轨道交通双轨探伤超声波检测系统的使用范围、术语和定义、使用条件、技术要求、检验方法和检验规则等。本标准适用

13、于轨道交通双轨探伤超声波轮式检测系统的指标规定和检测依据。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。JB/T10061A型脉冲反射式超声波探伤仪通用技术条件TB/T2340多通道A型显示钢轨超声波探伤仪技术条件GB/T28426-2012大型超声波钢轨探伤车TB/T2340-2012钢轨超声波探伤仪YB/T951-2014钢轨超声波探伤方法TB/T 2634-1995钢轨超声波探伤探头技术条件JB/T10062-1999超声波探伤用探头性能测试方法JJG（铁道）130

14、钢轨超声波探伤仪检定规程GB 6587.1-86电子测量仪器环境试验总GB/T9445 无损检测 人员资格鉴定与认证GB50055-2011通用用电设备配电设计规范GB/T 2421-1999 电工电子产品基本环境试验规程 总则（eqv IEC 60068-1：1988）GB/T 2422-1995 电工电子产品基本环境试验规程 术语（eqv IEC 60068-5-2：1990）GB/T 2423.1-2001 电工电子产品环境试验 第2部分：试验方法 试验A:低温 （idt IEC 60068-2-1：1990）GB/T 2423.22001 电工电子产品环境试验 第2部分：试验方法 试验

15、B:高温 （idt IEC 60068-2-2：1974）GB/T 2423.32006 电工电子产品基本环境试验规程 试验Cab：恒定湿热试验方法 （eqv IEC 60068-2-3：1984）GB/T 2423.51995 电工电子产品环境试验 第二部分： 试验方法 试验Ea和导则：冲击 （idt IEC 60068-2-27：1987）GB/T 2423.61995 电工电子产品环境试验 第二部分： 试验方法 试验Eb和导则：碰撞 （idt IEC 60068-2-29：1987）GB/T 2423.101995 电工电子产品环境试验 第二部分： 试验方法 试验Fc和导则：振动（正弦）

16、 (idt IEC 60068-2-6：1982)GB/T 4857.21992 包装 运输包装件 温湿度调节处理（eqv ISO 2233：1986）GB/T 4857.51992 包装 运输包装件跌落试验方法（eqv ISO 2248：1985）GB/T 1912000 包装储运图示标志（eqv ISO 780：1997）GB/T 5080.71986 设备可靠性试验 恒定失效率假设下的失效率与平均无故障时间的验证试验方案(idt IEC 60605-7：1978)GB 92541998信息技术设备的无线电骚扰限值和测量方法（idt CISPR 22：1997）GB 9969.11998

17、工业产品使用说明书编写 第1部分：总则GB/T 176181998 信息技术设备抗扰度限值和测量方法（idt CISPR 24：1997）GB/T 4208-2017 外壳防护等级(IP代码)术语和定义 下列术语和定义适用于本标准。超声检测系统 ultrasonic testing system利用超声波检测技术对钢轨内部伤损进行检测，可搭载到双轨检测行走平台，主要由超声波检测硬件和超声波检测软件组成。超声检测硬件 ultrasonic testing hardware超声波检测硬件主要由检测探轮、超声波检测主机、检测工控机、检测系统电池组成。超声检测软件 ultrasonic testing

18、 software超声波检测软件主要实现超声波A型单通道校准、B型多通道探伤、B型图像局部放大、探伤数据记录、参数存储、调用、U盘数据转存、报警和报警波图图像提示、里程校对、自动判伤、速度显示、探头耦合失效报警、数据回放等功能。检测探轮detection wheel一种可在轮子内部合理规划晶片角度和位置的轮式装置，主要由探轮安装支架、探轮轮皮、探头电缆引出接口、镜片安装支架以及探头组成。自动判伤automatic identification of damage检测时实时判断伤损。报警和报警波图像显示alarm and alarm wave image display 伤损智能报警功能。探头耦

19、合失效报警probe coupling failure alarm探头报警功能。使用条件环境条件环境适应性适用于43kgm75kgm在役钢轨的超声波探伤作业。海拔高度： 2000m 及以下。能承受自然环境如风、沙、雨、雪的侵袭。能满足昼夜作业的要求。气候环境适应性气候环境适应性如下表1所示：表1 气候环境适应性气 候 条 件参 数温度工作-10-+50贮存运输-1555相对湿度工作20%90%（40）贮存运输10%90%（40）机械环境适应性应符合GBT 21563-2018 轨道交通 机车车辆设备冲击和振动试验。如下表2-表5所示。表2 振动试验项 目分 项参 数初始和最后振动响应检查频率范

20、围5Hz35Hz扫频速度1 oct/min驱动振幅0.15 mm定频耐久试验驱动振幅0.15 mm持续时间10 min扫频耐久试验频率范围5 Hz35 Hz5 Hz位移幅值0.15 mm扫频速率1 oct/min循环次数2表3 冲击试验峰值加速度/（m/s）波形持续时间/ms冲击波形5011半正弦波表4 碰撞试验峰值加速度/（m/s）波形持续时间/ms碰撞次数碰撞波形50161000半正弦波表5 运输包装件跌落试验包装件质量/kg跌落高度/mm15100015308003040600技术要求 基本要求检测系统总要求探伤作业最高速度：不小于15km/h。系统检出率：不小于90%。系统误报率：不大

21、于5%超声通道数：不少于28通道。连续工作时间：不小于5小时。MTBF时间：不少于5000小时。检测硬件要求探轮要求探轮携带有多个探头协同工作的能力，包括但不限于1个0度探头、1个37度探头、2个偏斜70度探头、3个70直探头等不同折射角度的探头。探轮材料要求应满足表1要求。表1 探轮材料要求序号材料要求参数1硬度/Shore A75-852阿克隆磨耗cm/1.61km0.043拉伸强度/MPa144拉断伸长率520%5撕裂强度N/mm556耦合液浸泡后硬度变化/Shore A5%耦合液浸泡后拉伸强度变化率20%耦合液浸泡后拉伸伸长率变化率15%7热老化后硬度变化/Shore A5%热老化后拉

22、伸强度变化率20%热老化后拉伸伸长率变化率20%8耐紫外老化后硬度变化/Shore A6%耐紫外老化后拉伸强度变化率20%拉伸强度变化率拉伸伸长率变化率20%9刺破强度/N200探轮包括轮皮、线缆、耦合水、探头在内的总重量应12kg。应具备衰减器，且衰减器调节范围为0 110dB，衰减器调节精度为0.1dB，衰减器误差1/12dB。探头检测能力应能满足轨头、轨腰、轨底中部、轨底等部位伤损的检测。包括轨头、轨腰和轨底横向疲劳裂纹、其他部位裂纹(包括纵向垂直裂、斜裂、纵向平裂和螺孔裂纹等)的检测。探头具有一次波和二次波检测轨头横向裂纹的能力。探头外观应无损伤，探头连线应柔韧，接头插接可靠，屏蔽良好

23、。探头插拔接头应符合SJT956221993标准的优等品或一等品的要求。探头各项技术指标应符合TB/T 2634中的有关规定。探头频率：2 5MHz，回波频率2.5MHz，回波频率误差10%。折射角误差2。横波探头分辨率20dB。检测主机要求重复频率20kHz。以太网接口4个。工作方式：单晶。检波方式：正检波、负检波、全检波、射频。每通道最大采样点数32K。衰减器调节范围：0 100dB。衰减器调节精度：0.1dB。水平线性误差：小于 0.3%。垂直线性误差：小于 3%。工作频率范围：0.5M 25MHz。发射脉冲电压：50 400V 可调。超声波发射激励：方波。工作环境温度：-10 +50。

24、灵敏度余量：54dB（2.5M 2 200mm）编码器：独立的 32 位编码器接口，TTL 电平。发射脉冲宽度可调：30ns 2us。支持 4 种低通滤波器（LPF）：2MHz、5MHz、10MHz 和 15MHz。支持 4 种高通滤波器（HPF）：1MHz、2MHz、5MHz 和 10MHz20kHz。检测工控机要求应配有4个USB接口、1个串口、1个HDMI接口、2个千兆网口、1个音频接口。内存：8G。硬盘：固态硬盘250G。尺寸：400mm*300mm*80mm。重量：6kg。检测软件要求检测软件应能满足A型单通道校准功能。检测软件应能满足B型多通道探伤功能。检测软件应能满足B型图像局部

25、放大功能。检测软件应能满足探伤数据记录功能。检测软件应能满足参数存储调用功能。检测软件应能满足U盘数据转存功能。检测软件应能满足里程校对功能。检测软件应能满足自动判伤功能。检测软件应能满足报警和报警波图图像显示功能。检测软件应能满足探头耦合失效报警功能。检测软件应能满足全程记录数据回放功能。检测软件应预留GPS定位、数据网络同步传输、云传输等功能接口。外观和结构探轮内部耦合液无气泡聚集。探轮轮皮、检测主机、检测工控机表面不应有明显的凹痕、划伤、裂缝、变形和污染等，表面涂镀层不应起泡、龟裂、脱落和磨损，金属零部件不应有锈蚀及其它机械损伤。探轮、检测主机、检测工控机等零部件应紧固无松动及其它活动部

26、件的动作应灵活可靠。探轮、探头、工控机、主机、电池等设备上的标志、铭牌和说明功能的文字及符号，应简明清晰，并符合相关国家标准。其中铭牌上要标出产品名称、商标、产地、型号、制造单位以及机器编号。安全要求探轮与机架之间绝缘电阻不应小于1M，检测工控机、检测主机等设备接地，且接地电阻不超过0.1。检测工控机、检测主机电源输入口附近的明显部位应标明输入电压、频率及电流容量。密封性探轮应能按照6.5实验，并能正常工作。使用说明书及有关文件使用说明书及有关文件的编写应符合GB 9969.11998的规定。检验方法环境检验一般要求环境试验方法的总则和名词术语应符合GB/T 24211999、GB/T 242

27、21995的有关规定。温度下限试验工作温度下限试验按GB/T 2423.12001“试验Ad”进行。严酷度应符合4.1.1.1中对工作温度下限值的要求。加电运行自检程序2 h，受试样品应工作正常。实验完成后，恢复室温，在正常大气压下恢复时间为2 h。贮存温度下限试验按GB/T 2423.12001“试验Ab”进行。严酷度应符合4.1.1.1中对贮存温度下限值的要求。受试样品在不工作条件下存放16 h。实验完成后，恢复室温，在正常大气压下恢复时间为2 h。为防止试验中受试样品结霜和凝露，允许将受试样品用聚乙烯薄膜密封后进行试验，必要时还可以在密封套内装吸潮剂。温度上限试验工作温度上限试验按GB/

28、T 2423.12001“试验Ad”进行。严酷度应符合4.1.1.1中对工作温度上限值的要求。加电运行自检程序2 h，受试样品应工作正常。实验完成后，恢复室温，在正常大气压下恢复时间为2 h。贮存温度上限试验按GB/T 2423.12001“试验Ab”进行。严酷度应符合4.1.1.1中对贮存温度上限值的要求。受试样品在不工作条件下存放16 h。实验完成后，恢复室温，在正常大气压下恢复时间为2 h。恒定湿热试验工作条件下恒定湿热试验参照GB/T 2423.31993“试验Ca”进行，严酷度应符合4.1.1.1中对工作的湿热上限值要求。受试样品须进行初始检测。试验时间为2 h。在此期间加电运行自检

29、程序，工作应正常。实验完成后，恢复室温，在正常大气压下恢复时间为2 h。贮存条件下恒定湿热试验按GB/T 2423.31993“试验Ca”进行。受试样品须进行初始检测。受试样品在不工作条件下存放48 h，严酷度应符合4.1.1.1对贮存的湿热上限值要求。实验完成后，恢复室温，在正常大气压下恢复时间为2 h，并进行最后检测。振动试验按GB/T 2423.101995“试验Fc”进行，受试样品按工作位置固定在振动台上，进行初始检测，受试样品在不工作状态下，按表2规定值，分别对三个互相垂直轴线方向进行振动。工作状态下的振动试验应加电运行自检程序，受试样品应工作正常。试验结束后应进行外观和结构的检查。

30、初始振动响应检查试验在给定频率范围内，在一个扫频循环上完成。试验过程中记录危险频率，包括机械共振频率和导致故障及影响性能的频率（后者仅在工作状态下产生）。受试样品应进行一次附加的不工作状态下的振动响应检查，并记录共振频率。定频耐久试验用初始振动响应检查中记录的危险频率进行定频试验，如果两种危险频率同时存在，则不得只选其中一种。若在试验规定频率范围内无明显共振频率或无影响性能的频率，或危险频率超过四个则不做定频耐久试验，仅做扫频耐久试验。扫频耐久试验按表2给定频率范围由低到高，再由高到低，作为一次循环。按表2规定的循环次数进行，已做过定频耐久试验的样品不再做扫频耐久试验。最后振动响应检查此项试验

31、在不工作状态下进行，对于已做过定频耐久试验的受试样品应做此项试验。对于需做扫频耐久试验的样品，可将最后一次扫频试验作为最后振动响应检查。本试验须将记录的共振频率与初始振动响应检查记录的共振频率相比较，若有明显变化，应对受试样品进行修整，重新进行该项试验。而这种修整必须在该批所有产品上进行。冲击试验按GB/T 2423.51995“试验Ea”进行。受试样品应进行初始检测。安装时要注意重力影响，按表3规定值，在不工作状态下，分别对三个互相垂直轴线方向进行冲击，冲击次数各为三次，实验后加电自运行1h，工作正常。碰撞试验按GB/T 2423.61995“试验Eb”进行。受试样品应进行初始检测，安装时要

32、注意重力影响，按表4规定值，在不工作状态下，分别对三个互相垂直轴线方向各进行一次碰撞。试验后加电自运行1h，工作正常。基本要求检验检测系统性能检验探轮搭载行走平台进行标定性实验，以15km/h的速度，分别连续50次不间断的检测标定线，记录每次系统的检出率、系统误报率，50次之后，取平均值，统计检出率、系统误报率应满足5.1.1要求。连续工作时间能力检测见电池性能检验6.2.2.4。按照GB/T 5080.71986 ，进行设备可靠性试验，验证电磁检测系统平均无故障时间，应满足5.1.1要求。检测硬件检验探轮检验按照6.1.2、6.1.3、6.1.4、6.1.5、6.1.6、6.1.7进行环境适

33、应性检验和运输包装件跌落实验。探轮探头数量和角度配置应满足5.1.2.1的要求。探轮的材料性能检验如下表6所示。表6探轮的材料性能检验材料要求检验方法满足参数硬度/Shore AGB/T 531.1见5.1.2.1阿克隆磨耗cm/1.61kmGB/T 1689拉伸强度/MPaGB/T 528拉断伸长率撕裂强度N/mmGB/T 529耦合液浸泡后硬度变化/Shore A常温浸泡72h，满足GB/T 1690GB/T 528耦合液浸泡后拉伸强度变化率耦合液浸泡后拉伸伸长率变化率热老化后硬度变化/Shore A70，72小时，满足GB/T3512GB/T 528热老化后拉伸强度变化率热老化后拉伸伸长

34、率变化率耐紫外老化后硬度变化/Shore A波长340nm，辐照量0.7，50，240h，满足GB/T 16585GB/T 528耐紫外老化后拉伸强度变化率拉伸强度变化率拉伸伸长率变化率刺破强度/NTB/T3360.1常温条件下，采用精度不低于0.1kg的称重设备，分别对探轮进行4次称重，取算数平均值作为总重。称重结果满足5.1.2.1要求。衰减器按JBT100611999的4.1规定进行检验，检验结果应满足5.1.2.1要求。探轮搭载行走平台进行标定性实验，以15km/h的速度，分别连续20次不间断的检测标定线，通过检测软件以及数据回放软件观察检测伤损能力与检测功能。应满足5.1.2.1要求

35、。标定试块标准详见T/URTI 0010-2020无损检测 轨道交通双轨探伤设备标定试块。观察探头外观、探头连线、接头等，观测结果应满足5.1.2.1要求。检测主机性能检验按照6.1.2、6.1.3、6.1.4、6.1.5、6.1.6、6.1.7进行环境适应性检验和运输包装件跌落实验。灵敏度余量按TBT2340一2012的5.2.2规定进行检验。应满足5.1.2.2要求。水平线性误差、垂直线性误差按TBT2340一2012的5.3规定进行检验。应满足5.1.2.2要求。检测工控机性能检验按照6.1.2、6.1.3、6.1.4、6.1.5、6.1.6、6.1.7进行环境适应性检验和运输包装件跌落

36、实验。采用钢卷尺（MPE:0.5mm）检测工控机整体轮廓，尺寸应符合5.1.2.3的要求。 常温条件下，采用精度不低于0.1kg的称重设备，分别对工控机进行4次称重，取算数平均值作为总重。称重结果满足5.1.2.3要求。电池性能检验按照6.1.2、6.1.3、6.1.4、6.1.5、6.1.6、6.1.7进行环境适应性检验和运输包装件跌落实验。电池充满电的情况下，用6A的放电电流，对其进行5次放电实验，取平均值求得放电时长，放电时长应满足5.1.2.4要求。检测软件功能检验探轮搭载行走平台进行标定性实验，以15km/h的速度，分别连续5次不间断的检测标定线，通过检测软件以及数据回放软件观察检测软件功能。功能应满足5.1.3要求。外观和结构检测观测外观，符合5.2相关规定。安全性能检验符合GB4943-2001信息技术设备的电气安全，实验电压为500V直流，检测探轮与机架之间绝缘电阻不应小于