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大型产业CT在摇枕、侧架无损检测中的利用

宣布日期:2018-02-24 16:48    阅读次数:次

1  弁言
    铁路客运列车遏制大面积提速,提速的压力迫使货运列车也要遏制提速,重载、高速的行驶特色对列车关头部件的宁静性进一步前进了请求。摇枕、侧架(图1)作为列车转向架的首要构成局部,对列车行驶宁静起到相当首要的感化。今朝国际出产新、旧型号的摇枕、侧架的厂家靠近30家,年产量迫近40万件。各出产厂家对该类产物不高穿透力的检测手腕,不检测规范。摇枕、侧架为转向架首要承载布局,一旦呈现题目,极易致使严重变乱产生。各厂家都很是谨严,亟需具备高穿透力的检测装备对其遏制多量量的检测。

                                               图1  摇枕(左)、侧架(右)三维表面
    从1988年清华大学研制成国际第一个y射线产业CT尝试装配和1990年清华大学与北京航空资料研讨所协作研制成国际第一台x射线产业CT尝试体系的20多年来,我国产业CT的研制和利用取得了较着的前进。而接纳产业CT手艺利用于摇枕、侧架的无损检测CT/DR扫描体系可以或许或许或许或许对最大直径700mm,长2500mm的摇枕、侧架工件的外部布局及其外部的气孔、砂眼、同化物、缩孔、松散、冷隔、裂纹等锻造缺点遏制无损检测,前进了产物的靠得住性,可以或许或许或许或许很好地知足该行业的须要。
2  产业CT检测的特色
    今朝国际外用于工件外部缺点的无损检测的体例良多,如超声、微波、红外(扫描和成像)、激光全息、声全息等惯例和x射线拍照、产业CT等很是规的无损检测体例。在浩繁无损检测体例中,将产业CT手艺利用于工件的缺点辨认的体例特色特别凸起:
(1)产业CT能给出检测工件的二维或三维图象,感乐趣的方针不受四周细节特色的遮挡,图象轻易辨认,从图象上可以或许或许或许间接取得方针特色的空间地位、外形及尺寸信息;惯例射线检测手艺是将三维物体投影到二维立体上,构成图象信息叠加,评定图象须要有必然的经历,难以对方针遏制精肯定位和定量丈量;
(2)产业CT具备凸起的密度分辩才能,高品质的CT图象密度分辩率乃至可达到0.1%,比惯例无损检测手艺高一个数目级;
(3)接纳高机能探测器的产业CT,探测器的静态呼应规模可达l0。以上,远高于胶片和图象加强器;
(4)产业CT图象是数字化的成果,图象便于存储、传输、阐发和处置。
    综上所述,产业CT手艺作为普遍而特别的检测用处是今朝其余无损检测装备和手腕没法代替的。
3 CT/DR扫描体系简介
    CT/DR扫描体系(表示图如图2所示),首要用于摇枕、侧架出产线,可以或许或许或许对大批的工件遏制高速、及时的DR检测,须要时供给CT扫描阐发功效,遵守高效准绳。此体系接纳轮轨连系小车体例装卸、保送工件,并接纳恰当设想前进工件遏制定位精度,以知足CT检测的精度。

                                             图2   CT/DR扫描体系表示图
    体系接纳卧式布局设想,工件侧卧安顿在载物平台上,妥帖牢固,加快器和探测器分立于被检测物体两侧。
    载物平台经由进程平台挪动机构使工件达到检测地位,由加快器承载架和探测器承载架水平匀速挪动,加快器收回窄扇形束流,由探测器探测穿透工件的x射线剂量实现扫描活动进程,经由进程计较机重修取得对应的透视数字图象。
3.1  体系构成
    铁路列车摇枕、侧架高能无损检测DR、CT扫描体系的首要构成包含:x射线源分体系、探测器和数据取得分体系、扫描装配分体系、扫描节制分体系及重修与查抄分体系。
    各分体系之间互联干系如图3所示。
3.2  体系特色
    本体系是按照用户的检测须要遏制定制化设想的及时成像检测体系,具备以下特色:
(1)接纳高机能的加快器和探测器接纳高 H 。~9MeV电子直线加快器,该加快器能量高、穿透力强、核心小、剂量率高,有益于构成高品质的检测图象。

                                  图3   产业CT体系分体系互联干系图
    接纳CdWO4线阵晶体探测器,该探测器活络度高,分歧性好,射线接收率高,转换率高,耐高强度射线辐照,毛病率极低,寿命长等特色。并且探测器线阵接纳了弧形设想,保障了射线可以或许或许或许或许沿晶体长度标的目的上入射,从而有用地削减了各晶体之间的串扰,同时前进了射线的接收效力,前进了成像品质。
(2)检测速率快,实现流水化检测对长度2500ram,宽度700mm等尺寸较大的工件遏制及时成像,一个工件两个角度的扫描时候只须要2min。
(3)图象的全体性
    因为接纳了模块化设想的探测器,模块的数目可以或许或许或许按照工件的巨细随便扩大,以是可以或许或许或许或许对工件全尺寸一次成像,取得完全的检测图象。
(4)宁静性设想
    该体系作为辐射防护体系,又具备工件传递装配,对宁静性请求比拟高。按拍照关国际规范,遏制了辐射防护宁静联锁设想及须要的电气宁静设想,可以或许或许或许或许保障现场使命区辐射宁静并能防止在工件传递进程中呈现机器伤人变乱的产生。
(5)主动化水平高
    将工件运转的视频显现在操纵台的大屏幕监视器上,由一台监控计较机实现整套体系流水线(含加快器、防护门、同步机构、传递小车)的状态监控、体系操纵,凡是在主动操纵下,几近不必野生干涉干与,在手动操纵形式下才利用中控台。
4  检测进程及成果
    因为摇枕和侧架多达44个检测点,不可以或许对工件一切部位遏制CT扫描。以是检测工序普通是先对工件遏制数字透视成象(DR)扫描,按照DR图象开端肯定工件品质状态并提交论断,知足客户对工件全检、疾速I生查抄的请求。对DR图象上怀疑缺点点,用户可经由进程软件进一步提交扫描使命,持续对该工件遏制一次或屡次断层扫描(cT),直到实现全数扫描使命。对工件关头部位,用户可以或许或许或许经由进程软件输出关头部位的地位信息,不遏制DR检测而间接挑选对工件遏制CT检测。
4.1 DR检测
    起首对工件在全部轴向规模内作数字透视成像(DR),肯定缺点在工件的轴向地位及轴向长度。图4为侧架0。装置查抄取得的DR图象,可以或许或许或许看到几个微小的卵形暗影(在图象查抄站上可以或许或许或许清楚看到),开端鉴定为砂眼缺点。体系具备很高的轴向定位和尺寸丈量精度,是以可以或许或许或许在图象处置站上间接对图4中的怀疑砂眼缺点遏制丈量。经由进程丈量,可以或许或许或许肯定怀疑气孔缺点的地位及缺点长度。经由进程节制工件扭转,用户还可以或许或许或许对工件遏制多角度DR扫描查抄抄。

                                                       图4    侧架DR扫描图象
4.2怀疑缺点部位CT检测
    对怀疑缺点部位遏制断层扫描(cT),肯定缺点在工件某个层面的详细散布及巨细,终究肯定怀疑缺点在工件中的三维定位及巨细;同时经由进程阐发怀疑缺点的CT值对缺点性子遏制鉴定。经由进程图5所示的CT图象,可以或许或许或许清楚地看到工件中的砂眼、裂纹等缺点。

                                                   图5   摇枕CT扫描图象
5竣事语
    实际证实,产业CT手艺在摇枕、侧架的检测中表现了其怪异的上风,同时也揭示了该手艺在这个行业的利用远景。特别是对摇枕、侧架工件的外部布局及其外部的气孔、砂眼、同化物、缩孔、松散、冷隔、裂纹等锻造缺点可以或许或许或许或许快速、精确和高精度地分辩。图象品质的进一步优化、目标的进一步前进是产业CT装备研发此后尽力的标的目的。
 
参考文献:
1康克军.尝试产业CT体系及其图象重修体例研讨[D].北京:清华大学,1988.
2陈志强,李亮,冯建春.高能射线产业CT最新停顿[J].CT实际与利用研讨,2005,14(4).
3倪培君等.产业CT手艺讲座一第六讲[J].无损检测,1996,18(6).
4 Jiang Hsieh.计较机断层成像——道理、设想、伪像和停顿[M].北京:迷信出书社,2006.
5 GJB5312-2004.产业射线层析成像(cT)检测[s].
6 GJB531 1-2004.产业CT体系机能测试体例[S].

 
作者简介:孙鸿祥,品质X-.程师,国度注册m,lk产物检查员、食物检查员,国度烟标委注册察看员。在质监体系处置品质查验、品质办理及认证办事的使命,触及电机、轻工、食物、qlS.z-等行业、在《监视与挑选》、《科技立异报道》、《产业节制计较机》等杂志颁发过量篇论文。

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