動車組LA輪輞輪輻探傷設備的維修與保養

楊永峰

（武漢鐵路局武漢動車段，湖北 武漢 430083）

動車組LA輪輞輪輻探傷設備的維修與保養

楊永峰

（武漢鐵路局武漢動車段，湖北 武漢 430083）

固定式輪輞輪輻探傷設備（LA）是動車組高修車輪檢測工序中的關鍵設備，為動車組高級修提供了工裝保障，提高了動車組安全運行系數。具體介紹了該設備的探傷原理及組成，列舉了常見故障維修方法，并提出了保養建議。

車輪；輪輞輪輻；相控陣超聲波；探傷；維修；保養

隨著我國動車組開行量不斷增加，動車組輪對質量問題得到越來越多的關注。動車組在高速運行過程中，輪對承受巨大的沖擊，車輪踏面、輪輞、輻板等部位承受較大應力，易出現應力集中現象，造成車輪剝離、擦傷、疲勞裂紋等質量問題，嚴重影響鐵路運營安全。因此，要保證動車組源頭質量穩定，車輪探傷檢測在動車組高級修時顯得尤為重要。動車組LA固定式輪輞輪輻探傷設備（以下簡稱“LA設備”）是動車組輪對檢測工序的關鍵設備，加強該設備維修和保養更為重要。

1 相控陣探傷基本原理

LA設備是一種固定式輪輞輪輻超聲相控陣探傷系統。超聲相控陣檢測技術是一種新型的超聲檢測技術，具有動態聚焦、咸像檢測，檢測復雜形狀物體， 提高檢測靈敏度、分辨力和信噪比等多項優點，近年來越來越受到人們的重視，將其應用于車輪探傷領域，能實現輪輞輪輻的實時檢測。傳統的超聲探頭采用一個壓電晶片產生超聲波，其傳播特性是預先設定的，且不能預先編程變更。在一個確定的角度只產生一個固定的聲束（圖1）。而超聲相控陣則使用多個小的壓電晶片元件。這些小的壓電晶片元件組成的組件輻射的總能量形成超聲束（圖2）。

圖1 傳統壓電探頭

圖2 超聲相控陣探頭

相控陣超聲探傷技術具有兩個技術優勢，一是超聲波束的方向可控；二是超聲波束的聚焦可控。相控陣超聲系統可以靈活的控制超聲波波束在工件中的傳播方向和聚焦深度，即采用同一只探頭，即可實現大角度（最大掃描范圍為0～90度角）的自聚焦掃描。采用波束的動態聚焦功能，能夠提高超聲波束的空間分辨率，從而提高探測缺陷的定位精度。

2 LA設備組成及功能

LA設備從功能能上劃分主要包括檢測區和控制區兩部分（圖3）。

圖3 LA探傷設備組成示意圖

2.1 檢測區

由地面軌道單元與龍閘架單元組成，主要包括推輪機構、前限位機構、轉輪機構、升降軌機構、升降臂機構、探頭載體機構以及各種檢測傳感器等部件。地面軌道單元主要實現輪對自動運送、轉輪及其他輔助功能；龍門架單元主要承載探傷設備，實現探頭系統的準確定位及輪對自動探傷功能。

2.2 控制區

由超聲控制單元與電氣控制單元組成，主要包括探頭系統、超聲電子單元、定位模塊、檢測主機、檢測從機、現場電氣單元、系統控制柜等部件。超聲控制單元主要實現檢測系統的啟/停操作,多通道探傷數據實時采集及分析處理,檢測數據重構、生成檢測結果報表及檢測結果維護管理等；電氣控制單元主要完成系統檢測所需的各種運動控制功能。

3 LA設備維修

LA設備的維修主要是故障修，通過這幾年來的故障統計，主要存在以下幾個方面故障。

3.1 地面軌道單元故障

地面軌道單元就是對輪對推入推出及轉輪機構主要執行輪對運動控制。主要是升降軌電機或轉輪電機故障，出現按“停止”按鈕停不下來的情況。

故障原因：外界干擾引起PLC、操作界面與變頻器的通訊不穩定，從而致使升降軌電機或轉輪電機不能接收到停止命令。

維修方法：（1）按下操作站或檢測控制箱的“急停”按鈕。（2）檢查電器控制單元與操作界面連線是否松動，用萬用表檢查繼電器是否燒損。（3）用手電筒檢查軌道下面電機傳動機構是否有卡滯現象。

3.2 龍門架單元故障

龍門架單元就是驅動探頭載體的豎直方向、軸向、周向移動，保證檢測缺陷用的探頭與車輪踏面和輪輞內側面貼合良好。主要是探頭夾具座的升降臂故障，升降臂在下降的過程中，踏面夾具到達車輪踏面時升降臂沒有停下來，仍然繼續下降。

故障原因：（1）LA 設備受到外界干擾致使升降臂電機無法停下了。（2）由于“檢測踏面傳感器”安裝位置過高，致使踏面夾具到達車輪踏面時，“檢測踏面傳感器”仍沒信號。

維修方法： （1）進入人機界面升降臂單步調試頁面，點擊“上升30”的按鈕（圖4）。但必須注意，在點擊“上升30”按鈕前，需要將相關的報警信息確認。點擊“上升30”按鈕后，如果踏面夾具氣缸、內側夾具的氣缸未復位時，踏面夾具氣缸、內側夾具的氣缸會自動復位，而且燈塔的綠燈常亮、黃燈閃爍并維持10s。然后升降臂才開始上升。（2）手動拆除夾具座極限位，然后進入人機界面升降臂單步逐一調試，直到調試成功。（3）關閉設備電源，檢查升降臂傳動帶是否卡滯，潤滑是否良好。

圖4 LA設備操作界面

3.3 超聲檢測單元故障

超聲檢測單元對產生超聲信號的激勵，接收超聲信號，超聲信號的預處理，以及超聲波形的顯示，檢測結果等。超聲檢測單元故障比較多，主要故障有以下幾類：（1）TV通道故障。（2）通道無波形顯示。（3）探頭產生抖動。（4）探頭回波幅度過低。（5）完全沒有檢測波形。

故障原因：（1）TV軟件系統沒有檢測到通道。（2）每個通道與探頭的接口有松動。（3）螺釘有松動或者二級彈簧太硬。（4）楔塊缺少潤滑或者探頭損壞。（5）可能是I/O信號轉接箱核心模塊損壞。

維修方法：（1）在LA軟件上重啟采集設備和TV軟件。（2）檢查探頭及連線的準確，線號是否有錯誤，把幾個通道進行互換，扣緊接頭，確認接口是否損壞，如沒有壞，就在TV軟件上修改配置。（3）緊固探頭夾具螺釘，更換合適的二級彈簧。（4）更換楔塊潤滑脂，檢查探頭是否損壞，如損壞及時更換。（5）檢查I/O信號轉接箱核心模塊是否燒損，如果損壞，必須進行返廠維修。

4 LA設備保養建議

4.1 嚴格落實設備保養規程

做好每天的日常保養和每周的定期保養，定期對進行關鍵部位的保養和檢測數據備份。

4.2 嚴格落實性能校驗制度

做好每天日常校驗和每季度的性能校驗工作，全面標定和校驗探傷靈敏度，確保技術狀態和探傷性能良好。

4.3 探頭載體的保養

目視探頭表面檢查是否干凈和劃痕，用潔凈無紡布或軟綿部沾取少量清洗劑，清理踏面和探頭污漬，對影響超聲檢測效果的探頭進行更換；檢查探頭夾具螺栓連接是否緊固， 轉動是否靈活。確定探頭定位誤差≤2mm；開機前檢查傳感器安裝螺母是否緊固，開機后檢查傳感器工作是否正常。

4.4 控制柜的保養

開機前檢查各電氣航插及部件連接可靠緊固；使用軟綿布和壓縮空氣除塵，觀察空調工作情況；使用萬用表檢測蓄電池組，要求充滿后輸出電壓應不小于DC 240V，否則更換蓄電池組；用接地電阻檢測儀定期檢測控制柜的漏電情況，要求接地電阻≤4Ω。

4.5 地面軌道部件的保養

使用干凈軟棉布在水路連接處輕輕擦拭，查看是否漏水，用手感覺氣路連接處是否漏風；開機前檢查運動部件螺栓是否緊固，對運動卡滯的部件添加潤滑脂；用刷子清掃、砂布除銹、加油潤滑，確保升降軌滾輪和導軌運轉正常；檢查各種氣缸和傳感器支架是否穩定，無松動。

5 結語

動車組LA固定式輪輞輪輻探傷系統是動車組高修車輪檢測工序中的關鍵設備，切實提高設備維修和保養技能，就能保證動車組檢修源頭質量穩定，為高速動車組列車的安全運行打下良好的基礎。

[1]單寶華，喻言，歐進萍.超聲相控陣檢測技術及其應用[J].無損檢測，2004(5) .

[2]中華人民共和國鐵道部運輸局.運裝客車[2011]428號.關于印發《CRH動車組車輪超聲波探傷工藝規程（試行）》的通知[S].

[3]成都主導科技有限責任公司.LA固定式輪輞輪輻探傷系統技術說明書(第三版) 冊[R],2010.

U266;U269

：A

：1671-0711（2017）09（下）-0056-03