致力检测技术创新助力轨道交通产业升级

2022-09-29 09:43
中国质量监管 2022年6期
关键词:涡流服役焊缝

上海轨道交通检测认证(集团)有限公司(以下简称:SRCC)是轨道交通领域内集检测认证和技术研发于一体的第三方服务机构。公司基于轨道交通全生命周期健康管理的理念,重点开展城市轨道交通车辆服役安全检测评估技术创新,通过对车体结构及运营情况现状分析,基于疲劳损伤理论和断裂力学理论,采用仿真计算、原材料理化性能检测、关键结构无损检测和整车现场承载试验等手段,发现车辆可能存在的缺陷,推动车辆设计与制造工艺的改进与创新。该项技术被列入认监委2017年检验检测质量提升行动任务,也是交通部2018年交通运输行业重点科技项目,2019年开始又将该项技术引入到十三五国家重点研发计划160公里和250公里关键技术研究项目。

随着这几年国内城市轨道交通的快速发展,运营里程和运营车辆不断增多。有些车辆已经进入设计寿命的末期,加之目前国内城市轨道交通服役过程中普遍存在的人员超载和基础设施不合理等因素,确保轨道交通车辆服役安全成为一个重要工作。SRCC自2017年开展的城市轨道交通车辆服役安全检测评估工作以来,已经在上海、重庆、广州、北京等城市多条线路上实施,涉及车辆100多列。

城市轨道交通车辆服役安全检测评估技术基于状态感知、健康状况评估、故障频发域与周期预测,通过数据监控与分析,预测并避免故障的发生,并指导车辆的维修,从而大幅度提高运维效率。主要手段是利用布置在各类监测设备上的传感器和数据采集系统,获取设备运行状态信息,利用数据库、云平台分布式应用系统和网络设备等系统,完成数据高速传输、存储、数据分析、调度、发布,并提供设备运行状态报警、分析、诊断、检维修管理、维修任务智能化决策等功能的技术。通过对轨道交通车辆结构全生命周期健康管理研究,即从原材料、设计、工艺、制造、服役后的监控、维保及补修,全方位对接轨道交通车辆的结构,关注结构的全生命周期健康保障,运用有效的运维手段,将隐性问题显性化,规避安全风险,节约维修成本。

为满足轨道交通车辆服役评估和寿命评估的需要,SRCC开发集数据采集、边缘计算、数据传输和服役状态评估的在线检测和动态监测技术。通过理论建模计算确定关键结构位置,形成损伤模式和确定特征参量,使用多维度传感器技术将采集数据融合成数据平台,通过对特征参量计算和阈值判断,最终实现监测预警。适用于对在役轨道交通车辆关键结构的实时监控。

为了保障结构安全,提高检测效率,为服役状态和寿命评估提供支撑,SRCC应用远场涡流原理,合作攻关,针对轨道交通车辆结构中的母材和焊接结构的深层缺陷,开发了远场涡流无损检测设备,并形成检测规范。远场涡流检测技术是基于涡流效应发展而来的一项无损检测技术,能够突破传统涡流检测时受趋肤效应的限制,将检测范围扩大到整个构件厚度范围。SRCC形成从远场涡流技术、无损检测设备,到提供检测服务、检测数据分析的完整能力。

SRCC在服务轨道交通的同时,还将服役安全评估技术应用于港珠澳大桥。目前,正交异性钢桥在服役5-10年后,其在关键结构位置可能就会出现裂纹,并且绝大多数裂纹出现在焊缝区域。分析裂纹产生的真正原因,并评估裂纹的出现是否影响钢桥的继续安全使用尤为迫切。SRCC基于有限元分析技术明确关键承载位置,建立隔离体分析模型,确定基于实况载荷的关键承载位置典型损伤模式,对桥梁钢结构关键焊缝开展焊接接头低温断裂韧性、裂纹扩展速率和门槛值等测试,建立适用于桥梁钢结构焊接接头服役评估的断裂与疲劳性能数据,考虑桥梁钢结构关键焊缝的载荷、结构、材料以及缺陷因素,根据现有缺陷尺寸和结构临界损伤以及缺陷扩展速率,建立桥梁钢结构焊缝服役寿命评估方法。

SRCC围绕轨道交通高质量发展,发挥检验检测评估认证的专业优势,采用政产学研用合作模式,创新提供轨道交通全系统、全过程和全生命周期的第三方质量和技术服务。与国内外高校合作成立研发中心,开展基础研究和共性技术研究,为行业技术进步提供支撑。SRCC是“十二五”国家科技支撑项目“城轨交通互操作综合测试与认证平台关键技术”牵头单位,也是多项“十三五”国家重点研发计划项目的课题承担单位或任务参与单位。

SRCC已获得了国家认监委(CNCA)批准的涵盖产品、体系和服务全门类的认证机构资质,国家级检验检测机构资质,中国城市轨道交通装备认证资质。获得国家认可委(CNAS)认可的认证机构资质、检验机构资质和实验室资质。SRCC已与德国、奥地利、英国、挪威、匈牙利等5国9家机构达成互认协议,为“一带一路”轨道交通走出去提供支撑。

同时,SRCC已具备了仿真计算、材料检测、型式试验、运营评估、安全评估、服役评估和产品认证等技术服务能力,在轨道交通领域从事检测、试验、评估、认证业务已覆盖全国40多个城市、100多条轨道交通线路。

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