基于交流电磁场的高铁钢轨表面裂纹无损检测研究及展望

作者：申嘉龙; 侯艳萍; 张晨; 王飞; 刘萌; 孟征兵; 尹武良

来源：中国铁道科学, 2024, 45(02): 15-29.

DOI：10.3969/j.issn.1001-4632.2024.02.02

• 高铁
• 钢轨
• 滚动接触疲劳
• 交流电磁场
• 表面裂纹
• 尺寸表征
• 无损检测

针对高铁钢轨表面产生滚动接触疲劳（RCF）裂纹导致对钢轨带来危害的问题，本文分析了钢轨表面滚动接触疲劳裂纹的形成机理及扩展规律，系统归纳了高铁裂纹的无损检测与表征方法。聚焦于交流电磁场检测（ACFM）技术，重点研究了ACFM技术发展及研究现状、理论研究成果以及存在的问题，综述了ACFM技术的特点及应用，通过与其他无损检测方法进行分析比较，阐述了ACFM测量法对钢轨表面裂纹的精准量化表征的优势。结果表明：ACFM探针传感器沿45°方向扫描，通过结合ACFM信号补偿量算法可将非均匀裂纹口袋深度误差降到5.5%，垂直深度误差降到7.1%，裂纹簇误差减小到7.1%；经过人工神经网络训练对钢轨RCF裂纹尺寸进行精准表征，最终计算的误差在10%以内。进一步讨论了融合人工智能技术的钢轨表面裂纹无损检测技术的发展趋势，为后续ACFM技术对钢轨表面RCF裂纹的检测和表征研究提出相关建议和展望。

• 单位
  桂林理工大学; 有色金属及材料加工新技术教育部重点实验室