磁粉检测技术在地铁转向架检修中的应用

2016-12-12冯文慧唐鲁楠南京地铁运营有限责任公司江苏南京210012

中国新技术新产品 2016年1期

冯文慧　唐鲁楠（南京地铁运营有限责任公司，江苏　南京　210012）

磁粉检测技术在地铁转向架检修中的应用

冯文慧唐鲁楠
（南京地铁运营有限责任公司，江苏南京210012）

摘要：磁粉检测技术是地铁车辆转向架大修中应用最广泛的无损检测技术，利用了铁磁性材料表面或浅表面缺陷处在磁场中产生漏磁的特性。目前地铁车辆磁粉检测标准并未统一，转向架各部件多沿用制造出厂时所参考的相关国际标准。本文重点介绍了地铁车辆转向架轮轴、构架、钢簧等部件的磁粉检测技术要求，并分析了目前地铁车辆无损检测的现状。

关键词：磁粉检测；地铁车辆；转向架；大修

随着无损检测理念的进步及城市轨道行业不断发展，无损检测技术在城市轨道车辆高级别检修中正在发挥着重要作用，目前应用于地铁车辆检修的无损检测技术主要是磁粉检测，磁粉检测对于轨道车辆走形部、车钩、悬挂件等重要系统部件内部缺陷检测及提高列车运行安全可靠性发挥着重要作用。

1 磁粉检测与地铁检修

1.1 磁粉检测原理

磁粉检测利用了铁磁性材料磁化后，在不连续性或截面变化处产生漏磁的特性，依磁粉分布显示被探测物件表面和近表面缺陷。工件在强磁场中或通以大电流磁化后，在表面或近表面缺陷附近会产生漏磁，将导磁性良好的磁粉施加在物体上时，缺陷附近的漏磁场就会吸住磁粉，堆集形成可见的磁粉迹痕，从而把缺陷显示出来。

1.2 磁粉检测技术的局限性

磁粉检测技术具有操作简单、灵敏度高、成本低的优点，所使用的设备也有固定式、移动式、便携式多种。但由于利用了铁磁性材料在工件表面及近表面缺陷处产生漏磁的原理，其又具有一定局限性，如：只适用于铁磁性材料、只适用于工件表面近表面探伤、受工件表面涂层影响、缺陷方向性要求高等。

2 地铁车辆磁粉检测标准

自1996年起，铁道部制定了一系列无损检测标准，通过等同或等效采用国外先进标准使得铁道行业标准水平明显提高。与铁道车辆相比，地铁车辆有鲜明的特点：行业起步晚，车辆制造技术不统一，国外技术多等，以致目前国内地铁车辆检修标准尚未统一，基本以ISO、EN、NF等相关国际标准为准，同时参考铁路TB标准，如EN1291：2002 《焊缝磁粉探伤验收等级》、《铁路客车轮轴组装检修及管理规则》等。

3 地铁转向架磁粉检测

目前，国内地铁行业所使用的车辆一般为A型和B型两种，转向架是轨道车辆的重要走形部件，承受轨道及车体间的相互作用，传递牵引及制动力，并保证车辆能够顺利通过曲线，它技术状态直接影响列车运行安全及车辆平稳性，因此检修要求格外严格，地铁转向架部件无损检测以磁粉检测为主，主要应用于最高级别维修—大修。

地铁转向架需要进行磁粉检测的部件有轮轴，构架，一系钢弹簧，抗侧滚扭杆、各类吊杆等，多使用专用磁粉检测设备。

3.1 轮轴无损检测

由于最高运行速度一般不超过100km/h，地铁轮轴磁粉探伤主要用于检测车轴轴身表面及浅表面缺陷，采用湿法连续法复合磁化工艺，所使用的设备一般为在线通过式的轮对荧光磁粉探伤机，对于单根车轴的磁粉检测，则需要固定式的车轴磁粉探伤专用设备。轮轴磁粉检测设备一般采用纵向通电法进行周向磁化，磁化电流应至少达到3000A；而纵向磁化方式则既可以采用吸合线圈磁化，也可以采用非吸合线圈磁化，非吸合线圈磁化可以有效避免吸合线圈打火，无论哪种形式纵向磁势至少应达到24000AT并连续可调。需要注意的是出于对轴承的保护，轮对磁粉探伤后必须进行退磁处理，要求在距探伤机4m 以外，用磁强计在车轴两端中心孔处测量，剩磁应符合标准要求。

3.2 构架无损检测

地铁转向架构架一般为箱型焊接的无摇枕结构，需要进行磁粉检测的部位有引弧板切割面、部件吊座、长直焊缝等。由于构架属于较大的异形工件，目前只能使用便携式电磁轭探仪进行人工探伤，采用非荧光的湿法连续法，磁悬液为预先配置好的黑磁粉喷剂，配合反差增强剂使用。验收等级按EN1291《焊缝磁粉探伤验收等级》执行，不允许存在裂纹、未熔合、密集气孔等缺陷。目前，南京地铁已对正在架大修的几条线路的构架焊缝进行了磁粉检测，结果显示缺陷主要存在于构架引弧板切割面，一般以线性缺陷为主，如构架焊缝端部引弧板切割面缺陷，对于这类缺陷处理方法一般为打磨后焊补。

3.3 一系钢弹簧无损检测

对于一系螺旋压缩弹簧，其内部缺陷以与棒料轴线平行的纵向缺陷为主，需要对钢簧进行纵向直接通电磁化；对于与棒料轴线垂直的横向缺陷，需要穿棒法磁化，由于钢簧的特殊结构，其磁粉检测一般需要通过专用探伤机进行，检测后剩磁一般要求不高于0.3kA/m。

3.4 杆件无损检测

抗侧滚扭杆、齿轮箱吊杆等均属于长直类杆件，这类部件磁粉检测可采用人工方式，也可以采用专用杆件磁粉探伤机，采用人工方式则应注意必须对杆件进行纵向和周向两个方向的复合磁环检测，存在漏检问题。

4 地铁转向架磁粉检测应用现状

可以看出，目前地铁转向架检修所使用的磁粉检测仍以最常规的技术手段为主，虽然针对不同零部件出现了一大批各种形式的专用检测设备，但在核心技术及检测灵敏度提高方面的进展并不大，一些重要部位的检测，尚只能采用简单设备和人工方法，在提高操作便捷性、降低漏检率方面仍需提高。此外，前面提到了国内地铁车辆检修并没有统一的标准，同样的部件，有的地铁单位采用ISO或NF标准，有的则采用TB标准，造成了各自为营的局面；而且标准的不统一也造成了另一个问题：检测范围的不统一，如有的单位要求对构架焊缝检测，而有的单位对此则不作要求，检测标准的不统一一定程度上限制了磁粉检测技术在地铁车辆检修领域的交流与发展。