ACFM技术在铁路机车行业中的应用 ——车轮轮毂中的缺陷检测

一、前言：

随着我国铁路运输向高速、重载方向发展，机车轮毂作为行走系统的关键承载部件，其结构完整性直接影响列车的运行安全。轮毂在长期服役过程中，受交变载荷、制动热应力、环境腐蚀等因素影响，易产生疲劳裂纹、铸造缺陷、应力腐蚀等损伤。若未能及时发现，可能导致轮毂断裂，引发脱轨甚至重大行车事故。因此，采用先进的无损检测技术（NDT）对轮车轮毂进行定期检测，是保障铁路运输安全的重要手段。

1. 轮毂缺陷的危害性：

疲劳裂纹扩展：轮毂在高速旋转和动态载荷作用下，微小裂纹可能快速扩展，最终导致轮毂断裂。

材料缺陷影响：铸造或锻造过程中产生的气孔、夹杂等缺陷，可能成为应力集中源，降低轮毂的承载能力。

制动热影响：频繁制动导致轮毂局部过热，可能引发热裂纹，影响结构强度。

腐蚀损伤：潮湿、盐雾等环境因素可能加速轮毂表面及近表面缺陷的扩展。

2. 传统检测方法的局限性：

目视检测（VT）：仅能发现表面明显缺陷，无法对微小裂纹和内部缺陷进行检测。

磁粉检测（MT）：仅适用于铁磁性材料，且无法量化裂纹深度。

渗透检测（PT）：仅能检测表面开口缺陷，受清洁度和粗糙度影响大。

人工敲击检查：依赖经验，主观性强，漏检率高。

为克服传统方法的不足，现代无损检测技术（如交流电磁场检测ACFM、超声检测UT、涡流检测ECT、相控阵超声PAUT等）因其非破坏性、高精度、可量化等特点，逐渐成为轮毂缺陷检测的主流手段之一。为确保铁路运输安全，提高轮毂使用寿命，降低运维成本，采用先进的无损检测技术对机车轮毂进行系统性缺陷检测，已成为铁路检修体系的强制性要求和技术发展趋势。

二、ACFM介绍

1. 技术原理：

交流电磁场检测（简称ACFM）技术是基于电磁感应原理的结构表面或近表面缺陷非接触无损检测方法。其工作原理为激励线圈在工件中感应出均匀的交变电场，在经过缺陷位置时，电场出现扰动，引起此处感应磁场变化。通过检测感应磁场的变化强度及规律，实现对缺陷的识别及测量。

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