[00129416]面向高速列车轮对的超声相控阵智能探伤装备关键技术及产业化

高速列车轮对超声相控阵高精度自动探伤装备是江苏赛福探伤设备制造有限公司杨建团队在盐城工学院和中国科学院声学研究所的大力支持下借鉴国际先进技术的基础上自主研发出来的代表国内领先水平的新一代探伤检测设备。该设备是铁路车辆车轴轮轴专用探伤检测设备,经适当改造可广泛应用于高铁、动车、城市轨道交通等领域,还可延伸应用于航空航天、冶金、化工、医疗、机械制造领域的无损探伤检测。 该设备采用基于惠更斯-菲涅耳原理的超声波相控阵换能器设计,广泛吸收国外相控阵技术和医学B超技术的应用原理,率先利用超声相控阵技术实现高速列车轮对的智能化探伤,改写了铁路车辆长期使用A型探头探伤的历史,填补了国内铁路车辆车轴、轮轴探伤设备在超声相控阵技术方面的空白。 主要技术内容和授权专利情况：①采用相控阵探伤和常规探伤交叉扫描技术,突破了轮对卸荷槽部位缺陷的高精度检测和三维立体显示技术;②独立自主开发了用于高速探伤追踪的模糊PID控制算法、在线调度控制系统（装载于智能AGV系统可实现智能移动式探伤）、防侵权检测系统,具有完全自主知识产权;③研制了嵌入式三维自适应探头结构,解决了扫描空间限制和探头可达性问题,显著提高了厚、大工件和形状复杂工件的检测适用性和检测效率;④开发了高速铁路轮对相控阵超声波高精度自动探伤专用软件,实现全自动、高精度、智能化探伤,内部缺陷智能识别,探伤设备远程监控等功能。该项目产品已获得授权发明专利11项,已公开实审发明专利5项,授权实用新型专利6项。 技术经济指标、应用推广及经济效益情况：①探伤范围：列车轮对及车轴;②探伤方式：全自动;③探伤时间：≤1min;④分辨率：提高15%以上;⑤信噪比：提高5db以上;⑥定位精度：小于1mm;⑦数据判读：自动判伤,图像智能识别;⑧相控阵主机：32/128通道;⑨列阵探头：4个32阵元相控阵探头;⑩阵元灵敏度一致性：≤±2db。有三项指标超越美国GE公司技术水平。目前已生产产品28台套,销售26台套,产品已在10多家铁路车辆段、机务段及相关企业服役,使用结果表明：该项目产品技术先进,质量稳定,各项技术指标均符合设计要求,在业内享有盛誉。预计未来三年可生产本项目产品60台套,实现销售2.04亿元,新增利税5200万元之上。 主要成果：2015年3月通过江苏省机械行业新产品鉴定,2015年6月被省经信委认定为“江苏省首台重大装备”, 2016年度作为全省重点推广的新技术新产品,省经信委给予了示范应用专项资金扶持。2016年2月荣获铁路科技奖、2016年6月被江苏省科技厅认定为江苏省高新技术产品,同年12月被认定为盐城市“专精特新”产品。2017年被省经信委认定为“江苏省专精特新”产品,获“盐城名牌产品”荣誉称号。 该项目的实施对于进一步提升我国高速列车轮对智能化无损探伤技术水平具有重要的推动作用,同时对于推动我省智能制造发展,促进产业转型升级,推广应用智能制造新模式同样具有积极的影响。