探伤过程控制及图像分析课件

探伤过程的监控及图像分析

探伤过程的监控及图像分析是使用探伤数据分析管理软件重现整个探伤作业过程（回放探伤时产生并保存的数据），通过检查探伤作业过程是否满足探伤作业标准和程序规定的要求，从而对不符合探伤作业标准和程序规定要求的线路区段提出整改意见，并对有报警和伤损标记B超图像进行分析，实现二次探伤。是规范探伤作业，减少漏判、误判的重要手段。一、探伤过程的监控工作由专职数据回放员使用探伤数据分析管理软件对探伤数据进行回放重现整个探伤作业过程（回放探伤时产生并保存的数据）通过检查探伤作业过程是否满足探伤作业标准和程序规定的要求对不符合探伤作业标准和程序规定要求的线路区段提出整改意见软件的显示界面软件的显示界面分为四个区：工具按钮栏B超显示区回放控制按钮栏信息显示区工具按钮栏四个工具按钮：打开文件按钮保存备份文件按钮生成伤损文件按钮退出按钮B超显示区1）包括时间位置速度显示，播放进度条指示及控制，B超图形显示。（见下图）如：通过拉动进度滑块或点击进度条两端的进度按钮控制探伤数据的回放进度。2）用于控制探伤数据回放的方向和快慢节奏。如：用鼠标左键单击“向前”“向后”“加速”“减速”按钮，可控制B超回放的方向和快慢，此状态信息会在B超显示窗口右上角显示。（见下图）回放控制按钮栏

用于控制探伤数据回放的方向和快慢节奏。包括：回放/暂停、停止、前向、后向、加速、减速六个按钮（注意：如选择模似探伤时（前向、后向、）按键将不可用，只能拖动播放进度显示条，来实现定位播放）。用鼠标左键单击“向前”“向后”“加速”“减速”按钮，可控制B超回放的方向和快慢，此状态信息会在B超显示窗口右上角显示。信息显示区

包括播放设置、基本统计、线路单位、仪器设置、伤损统计、超速统计、调试信息等七个标签页面。

1）播放设置页面的应用：一是选择对自己易于辨别的各通道色块；二是选择或排除一些影响到回放速度和伤损辨别的功能。三是选择回顾探伤现场情景。如选择模似探伤则能把现场探伤的一举一动的场景重现。信息显示区2）、基本统计的应用：一是获取现场探伤作业任务量及完成情况,起到与现场实际里程的对比作用；二是提取DE通道伤损报警的相关信息，为判别轨腰部分伤损提供必要的依据。如下图：信息显示区4）仪器设置的应用:一是了解探伤操作人员调节仪器是否合适，能否充分利用好探伤仪的所有功能。二是了解探伤人员运用探伤仪完成的工作质量问题的好坏。信息显示区5）伤损统计的应用：一是能快速定位37度探头发现轨头到轨底间（轨腰投影范围内）的伤损；二是利用软件生成电子表格打印，易于保存和以后作比较。信息显示区6）超速统计的应用：一是考核探伤人员作业标准化执行情况二是利用推行速度与发现的伤损定量（大小）进行分析。如速度快仪器显示伤损的大小将与实际大小相差甚远，不利于对伤损进行监控。第一步载入探伤数据用鼠标点击工具按钮栏的“打开文件”按钮弹出“载入探伤数据文件”对话框选择要查看的探伤数据文件的目录及文件名，然后点击打开按钮将数据载入，以便分析检查。第二步播放设置设置播放方向为前向，播放速度为1X至16X，选取播放设置页面中“报警暂停”复选框，选择“连续回放”。如图:第三步检查探伤区间及时间用鼠标点击信息显示区的“基本统计”标签，查看探伤作业的起始里程和时间，结束里程和时间，探测线路长度，最高速度，平均速度等作业信息：

衰减器设置探伤仪能否探测到钢轨伤损，衰减器设置非常重要。探伤仪各通道衰减量的大小与各通道探伤灵敏度的大小成反比。衰减量大，灵敏度小；衰减量小，灵敏度大。在钢轨探伤过程中，如果探伤灵敏度太小，探伤仪对钢轨伤损没有反应，可以探测到的伤损就探测不到。探伤灵敏度并不是越大越好，探伤灵敏度太大，不是伤损的钢轨粗晶粒同伤损一样产生回波显示，钢轨的伤损就与钢轨的粗晶粒回波混杂在一起，增加了伤损判别的难度,另一个方面，如探伤灵敏度太大，每前进一步都有报警产生，根本无法有效探伤，探伤效率低下。探伤灵敏度应设置恰当。(根据现场钢轨情况进行适当修正）探伤灵敏度是否合适，可从B超成像的情况确定。（如下图）衰减器设置（续）方门设置不管线路状态如何，PAB、PC、PDE、QFG2都是开启的。QAB门用于滤除轨面小的鱼鳞伤损，以便提高探伤效率。在没有鱼鳞伤的区段，QAB门可以关闭。建议：为了确保探伤质量，对伤损及时查早查小，QAB门始终处于“关闭”的状态QDE2门的作用与QAB门作用相似，用于滤除轨底小的锈蚀，以便提高探伤效率。在钢轨轨底没有锈蚀的区段，QDE2门可以关闭。QDE1及QFG1门使正常的螺孔不产生伤损报警，在没有螺孔的无缝线路，QDE1及QFG1门可以关闭。各方门设置如下表所示：方门作用线路状态方门设置QAB滤除轨面细小鱼鳞伤痕的报警轨面有鱼鳞伤的线路区段开启QDE2滤除轨底细小锈蚀的报警轨底有锈蚀的线路区段开启QDE1、QFG1滤除正常螺孔的报警在有螺孔的线路区段开启QFG2钢轨轨底波方门任何线路开启第五步（续）降低播放速度为1X或2X用鼠标点击回放／暂停按钮，或者点击播放进度左右两端的进度控制按钮，检查该处探伤报警是否有复核。探伤作业过程中，如有后退复核，将产生约900mm左右的无轨底轨面的B超图形区域。第五步（续）需要注意的是，复核产生的探伤报警及B超图形与复核前产生的探伤报警及B超图形基本一致。在探伤报警顺序检查时，应区分当前的探伤报警或是复核前的探伤报警还是因复核而重复产生的探伤报警，因复核而重复产生的探伤报警不需要再次复核。第六步逐项检查超速位置及超速长度用鼠标点击信息显示区的“超速统计”页面在速度上限（km/h）的字符框内设置好容许的速度上限点击超速统计按钮，产生本次探伤作业所有超速的位置及超速长度列表，如图：第七步其他检查在进行顺序检查作业过程中报警的复核情况这项工作时，同时观察检查B超图形是否存在成片的空白区域（区段长度大于５米）或成片的连续报警（区段长度大于５米）区域。下图为成片连续报警的B超图形。成片连续报警的B超图形：

第八步完成检查如果一个探伤作业数据文件检查完毕，要继续下一个探伤作业检查，回到第一步。完成所有检查，用鼠标点击工具栏的退出按钮，将退出探伤数据分析管理系统。第九步生成分析报告及下发重新探伤和复核通知书

根据附件2和附件3格式形成分析报告报安调科，下发重新探伤或伤损复核通知单给探伤班组。二、B超图形的识别一）、B超探伤的重要性:1、掌握探伤B超图形的识别,对探伤结果的复核和伤损钢轨的监视工作很有帮助.在识读探伤B超图形前要了解：1）探伤小车B超图形和符号的意义,掌握正常伤损图形,会分析非缺陷图形；2）在复核中根据探伤小车的B形的显示信息,有针对性的检查相应部位,及时处理有危害的伤损钢轨.3）了解现场探伤小车各种探头的组装方式。以及探伤作业过程中的基本情况（如向作业负责人了解探伤人员对探头的组装，及仪器的高度等）。B超图形的识别2)探伤小车的B型显示中螺孔和轨缝的图形,可从中了解探伤灵敏度的高低,对分析探伤结果有一定的帮助.螺孔和轨缝的图形在正常的探伤灵敏度下显示的点数和排列形状是相对的,灵敏度高,图形中的点数就越多,异常的非伤损显示会增多,灵敏度低,图形中的点数则少,有可能显示点数少的伤损存在可能性大,通过观察螺孔和轨缝显示的图形,可初步了解灵敏度高低,以此判定伤损存在的可能性.3)可进一步了解作业情况,判定探伤作业质量的好坏，为下周期安排提供依据。B超图形的识别4）B图像的识读：B超成像原理：是根据各个探头接收到的信号经计算机处理后按照一定的比例并以无数个点来绘制而成。显示的是钢轨纵向的正视图当钢轨内无任何伤损的时候，将显示一幅只有三条横线的B超图像,分别代表轨面线、轨鄂线、轨底线。该图像是由前00探头定位，后00探头来描绘。（如下图）当轨头内有伤损存在，如A、B、C任一通道探测到，将在轨头相应部位显示该通道的B超图像，图像是由无数个点组成，点的个数多少是由伤损的性质、取向等和探头接收到的回波能量大小来决定的。按照形成的原理(超声波声束相垂直)来说形状将是一条斜杠。如下图以轨端为例）当0度探头检测到伤损并有反射回波，将在轨头至轨底相应部位显示一条水平线，水平线的长短由探头接收到的反射回波来决定，同时被水平线遮挡的部位将不能显示出来。B超图形的识别（续）B显示画面结构:轨面线轨鄂线轨底线B超图形的识别700探头轨端成像图（由两部分组成：一是一次波，处在轨鄂部分；二是二次波部分并与一次波范围有重叠区。）700探头轨端成像图B超图形的识别当前后370探头探测到接头部位的螺孔时，将在轨腰孔位上显示相应的图像。如下图：B超图形的识别前后370探头探测到接头部位的螺孔的B超显示图：B超图形的识别00探头在有孔接头部分的B超图像显示如图：12300探头在有孔接头部分的B超图像B超图形的识别当前后370探头、00探头探测到接头部位的螺孔时，将在轨腰孔位上显示相应的图像。如下图：37000370前后370探头、00探头探测到接头部位的螺孔B超图形的识别B超图形的识别一）各种情况下影响到B超成像因素：1）B超成像与推车速度的关系推车速度与B超图形的描绘与推行速度的快慢将影响到探伤B超成像的形成有很大的关系，，当速度快时并超过仪器允许的速度，将产生不完整的、断断续续的、不畅顺的图形。如下图）B超图形的识别2）B超成像与探头耦合的关系：当探伤推行速度适当，探头与轨面耦合良好时，由0度探头描绘的B超图形将比较顺滑，反之则不断断续续。如下图：探伤灵敏度调节不当与图像的关系（续）3）探伤灵敏度与B超成像的关系：探伤灵敏度的高低决定成像好坏和能否正确判定伤损在大小标准的作用，当灵敏度调节过高时，所形成的B超图将是杂乱无章，无法判断伤损的真实情况，如探伤灵敏度高伤损显示就大，灵敏度过低，又不能反映伤损真实的大小，甚至探测不到而造成漏检，起不到监视和提供更换伤损钢轨的作用，探伤质量大为下降。（下图是有关灵敏度过高过低的情况）探伤灵敏度调节不当与图像的关系（续）探伤灵敏度调节不当与图像的关系（续）探伤灵敏度调节不当与图像的关系（续）探伤灵敏度调节不当与图像的关系（续）探伤灵敏度调节不当与图像的关系（续）B超图形的识别3）B超成像与速度的关系：由于超声波在轨内传播的速度跟探伤仪器的重复频率有关，也就是说仪器产生的激发脉冲每秒400次，并依次激发各个通道。如推行速度过高，则仪器激发探头产生的超声波入射的间隔时间就会相应延长，导致探头来不及接收反射回来的声波，从而形成了绘图不圆顺的现象。（如下图）轨面、耦合状态与图像的关系B超图形的识别4）轨面耦合状况与B超成像的关系：一是由于探头在轨面状态不良，造成声波无法入射到钢轨内进行有效探伤；二是仪器B超成像是根据A超回波反射能量的大小来进行绘图。为此，在耦合状态不良的状态下进行探伤，探头在无法入射声波或接收到反射波的情况下，则形成的图像无法进行有效判别。（如下图）B超图形的识别轨面、耦合状态与图像的关系（续）前37度探头耦合不良的B超图B超图形的识别5）轨型变化与B超成像的关系：当探测到异型轨型时，由于仪器有能够自动识别轨型的功能，在变化时，仪器在识别时要有一定的时间进行处理探头反射回来的电信号。为此会造成一定的图形混乱。如下图：轨型变化与图像的关系（续）轨型变化与图像的关系（续）轨型变化与图像的关系B超图形的识别四、各种探头的伤损B超示意图1核伤显示图形：》（1）在B超显示图形中核伤在轨头的水平位置可根据探伤仪器在A超的模式中现场确定，伤损距轨面的垂直位置，可根据B超图中伤损显示距离轨面线的距离来判断，如果伤损显示图靠近轨颚线，则说明核伤离轨鄂较近，核伤的垂直高度可根据B型显示的点数多少和推车速度来确定，但判定的精度不是很高（因图中的点数除了推车速度外，还与探伤灵敏度的高低、伤损的取向、位置、形状、表面状态等因素有关。B超图形的识别（2）偏角探测核伤的位置和回波显示a.核伤处于轨鄂附近：B型显示在轨鄂附近，且回波图形较长。伤波图轨面线轨鄂线轨底线B超图形的识别b.核伤在轨头上方.由于伤损处在一、二波扫查范围，B超显示将在距轨面线附近和远离下鄂线上，图像将重叠加在一起，描绘的图像更加浓重。如下图：伤波图轨面线轨鄂线轨底线700探头B超图形的识别C.核伤处于轨头侧上角。B超显示将在轨面线附近，离轨鄂线越远，伤损就越靠近轨面，伤损倾斜方向与探头方向一致。（如下图）伤波图轨面线轨鄂线轨底线700探头B超图形的识别核伤处于轨头侧上角B超图形的识别核伤处于轨鄂附近B超图形的识别700探头B超图形的识别《2》无偏角(直打70度)探测核伤回波示意图：a.轨端示意图:将在轨鄂上显示较短的B超图,原因是轨端上部分没有与声束垂直.轨端面波图轨面线轨鄂线轨底线a.轨端示意图:700探头B超图形的识别b.当轨头内中央存在有核伤时,核伤的位置与回波显示刻度相对应,伤损越浅,A型显示回波位置靠近起点,B超图显示靠近轨面线,反之,伤损越深,A型显示回波位置靠近基线后端,B超图显示靠近轨鄂线.(如下图)伤波图轨面线轨鄂线轨底线121212700探头B超图形的识别700探头B超图形的识别(3)倾斜核伤B超图形显示a.当伤损处在轨头顶角上方，在伤损的取向与探头发射方向一致的情况下，二次波存在探测不到伤损的现象。B超图无显示。700探头B超图形的识别700探头B超图形的识别700探头B超图形的识别700探头B超图形的识别(3)倾斜核伤B超图形显示b.伤损处在轨头上方，虽处在一二次波扫查范围内,但在伤损的取向与探头发射方向垂直的情况下，一次波有显示,且B超图在相应的位置显示。二次波存在探测不到伤损的现象,B超图无显示。或一次波探测不到,无回波显示,而二次波能探测到,并在相应的位置显示,极易造成对其位置的误判.700探头B超图形的识别700探头B超图形的识别700探头B超图形的识别700探头B超图形的识别B370探头B超图形的识别超图形的识别2)当37度探头探测到各种伤损时的回波显示:370探测到有螺孔斜裂纹或水平裂纹的孔的时,将在相应的位置显示该通道的完整螺孔B超图像还显示相应的裂纹图像。如螺孔存在伤损裂纹则在“A”字上、中、下相应的左右侧显示伤损B超图像如下图(后370探测)B370探头B超图形的识别超图形的识别2)当37度探头探测到各种伤损时的回波显示:370探测到有螺孔斜裂纹或水平裂纹的孔的时,将在相应的位置显示该通道的完整螺孔B超图像还显示相应的裂纹图像如下图：370探头B超图形的识别超图形的识别2)当37度探头探测到各种伤损时的回波显示:370探测到有螺孔斜裂纹或水平裂纹的孔的时,将在相应的位置显示该通道的完整螺孔B超图像还显示相应的裂纹图像如下图(前370探测)B370探头B超图形的识别超图形的识别2)当37度探头探测到各种伤损时的回波显示:370探测到有螺孔斜裂纹或水平裂纹的孔的时,将在相应的位置显示该通道的完整螺孔B超图像还显示相应的裂纹图像如下图(前370探测)37度探头探测到各种伤损时的回波显示37度探头探测到各种伤损时B超图形的识别37度探头探测到各种伤损时B超图形的识别37度探头探测到各种伤损时B超图形的识别37度探头探测轨底横裂纹B超图37度探头探测到各种伤损时B超图形的识别37度探头探测轨底横裂纹B超图00探头B超图形的识别当0度探头失波报警，导致底波消失,正常的B超图像将不存在。（如耦合不良，轨底存在纵向裂纹，探头不对中、灵敏度调节不当等;又如GABCDE通道工作正常,则在其相应的位置描绘出不正常的B超图形).如下图00探头探测伤损B超图形的识别00探头探测伤损B超图形的识别00探头探测伤损B超图形的识别00探头探测伤损B超图形的识别非核伤伤损探伤图形的识别由于超声波在传播的过程中遇到异质界面产生折射和反射作用，在探伤图形中经常会出现非伤损的异常显示，有些显示几乎与伤损图形相似，正确判定探伤图可减少无效的复核，提高判伤的准确性。1、非核伤图形的显示：1）在探伤速度合适，耦合良好的情况下，遇表面大面积剥离，0度探头显示断断续续，发现核伤的可能性较小。因表面剥离后，造成超声波无法入射钢轨内部，这种情况下70度探头要探出剥离层下的核伤是困难的，核伤显示的图形有可能是来自剥离层中的多次回波。如下图：剥离伤损引起的失波报警剥离伤损显示剥离伤损显示剥离伤损显示剥离伤损显示剥离伤损显示剥离层下的核伤显示剥离层下的核伤显示剥离层下的核伤显示当剥离掉块层长度或宽度较小,仍可以用二次波发现,一次回波有显示剥离层回波,二次波发现剥离层下的核伤.(如下图)剥离层下的核伤剥离层下的核伤显示轨面鱼鳞破损的判别轨面鱼鳞破损的判别轨面鱼鳞破损的判别顶面掉块的B超图破损的判别轨头顶面掉块的B超图轨头鄂部伤损B超图形轨头鄂部伤损B超图形当在轨头鄂部出现如下图形时，采用目视和手摸的方法加以判别，以防止轨鄂向上发展形成的轨头横向裂纹。在站场老杂轨地段，道口范围的处所，小半径曲线、导曲线地段较为常见。非伤损探伤图形的识别2)联合接头轨鄂焊筋波（如下图）由于焊缝接头轨鄂的焊筋,在正常情况下都会产生焊筋显示图形(铝热焊较为明显,接触焊头有些有,有些无),一般显示于轨鄂线上下,它与钢轨鄂部的核伤或钢轨鄂部焊缝内的横向裂纹有相似的B超图形.因此,在分析过程中,要注意焊缝内的伤损或附近母材内伤损的判别.判别方法：（1）利用A、B两通道探测焊缝两侧轨鄂的焊筋，在不同的位置加以辨别。（2）探测焊缝底面焊筋凸台的B超图形加以识别是否是铝热焊或接触焊。（3）利用0度探头、A、B、C通道进行综合判别，当遇到铝热焊接头时，0度、A、B通道会显示相应的焊筋波。（4）利用现场所调节的灵敏度探测正常接头的端面B超图形，判别焊缝内部是否存在伤损。如灵敏度过大，则焊缝的焊筋的回波图形就与伤损回波的图形相似，极易造成焊筋波判为核伤。（5）现场里程计算法：现场线上钢轨焊接接头的焊接、铺设是有一定的规律的，它们是由12.5米、25米、100米长的钢轨进行连接，从这一点的根据可以判别出现的异常B超图是否是伤还是焊筋轮廓波。非伤损探伤图形的识别焊筋回波示意图：前700前内700后外7000000非伤损探伤图形的识别非伤损探伤图形的识别非伤损探伤图形的识别非伤损探伤图形的识别非伤损探伤图形的识别焊筋B超图示：70度/37度探头:非伤损探伤图形的识别3）由于探伤灵敏度调节过高或探头与保护膜之间耦合不良时，在相应通道出现幻像回波，其在相相应的位置出现多支回波（如A通道（见下图）排除方法：适当降低探伤灵敏度或更换探头耦合油。识别时，因其不是接收到伤损反射回来的回波所、产生的B超图形没有位移，只是在相应位置串动。非螺孔裂纹图形显示1）由于螺孔裂纹从螺孔周边上产生，它与螺孔的相对位置不会差距过大，因此一般螺孔裂纹显示于螺孔图形附近。如遇伤损图形与螺孔显示图间距过大、伤损显示点扭曲、不连续，这就有可能是轨腰上的凹型标志产生的非螺孔裂纹图形。如下图：非螺孔裂纹图形显示非螺孔裂纹图形显示非螺孔裂纹图形显示2)导线孔的回波显示:当370探头探测到接头部位的电务钻在轨腰上的导线孔时,由导线与孔壁紧贴,声波除了一部分遇到孔的圆弧面产生反射,另一部分穿过导线产生反射回波,显示双波报警,易误判为孔上裂纹.(如下图)非螺孔裂纹图形显示非水平裂纹图形显示当00探头偏离轨面中心或轨头侧面磨耗轨严重时,探头的声波探测到轨头下鄂产生多次反射,B超显示中将在轨腰部位显示鄂部反射回波图形.(如下图)00非水平裂纹图形显示非水平裂纹图形显示非水平裂纹图形显示信号干扰形成的B超图形70度探头受信号干扰的图形：信号干扰形成的B超图形异常的B超图形当向前发射的前70度探头接错B通道时，将出现以下异常的图形：异常的B超图形当仪器中设置C通道有关选项不符合探头装配方向时，其B超图形将出现异常，如下图：B超回放疑似伤损与复核解剖图133+587右股（铝焊边）母材核伤15*20（出波情况：一次波出在1.5—2.5；二次波出在6.5-8.0之间）B超回放疑似伤损与复核解剖图145+410厂焊接头核伤15*25（出波情况：一次波：3—4.5；二次波：6—8.5）B超回放疑似伤损与复核解剖图B超回放疑似伤损与复核解剖图B超回放疑似伤