浅谈有效探测钢轨伤损

司 健

(济南铁路局 济南工务机械段，山东 济南250022)

0 引言

随着我国铁路的迅速发展，铁路运输成为了我国运输行业中使用最为广泛的交通工具。 那么为了保证运输的安全性，线路的安全是重中之重的环节。 为了保证线路的安全畅通，我们作为探伤工应该了解钢轨产生的各种伤损及其对线路的影响。 同时还要找出，发现并且克制它的有效地方法及措施。

1 淬火轨的负面影响及有效地探测方法

1.1 淬火轨的作用与负面影响

钢轨是承载列车安全运行的铁道线路中最为重要的环节之一，曲线上股铺设的钢轨，在使用一段时间后由于列车车轮的反复冲撞轨头内侧会逐渐形成侧面磨耗，侧面磨耗达到一定程度就会直接影响列车的安全运行，将会被视为重伤钢轨。而不能再继续使用。为了延长钢轨的使用寿命，首先就要增强钢轨头部的耐磨性能。

为了解决这一问题，近几年铺设的无缝线路曲线上股基本都是经过轨头淬火的钢轨。轨头淬火后，钢轨的硬度得到了提高，增强了耐磨性能， 但也带来了许多不利因素， 轨头淬火是从钢轨踏面往下10～12mm 范围之间，虽然钢轨内部化学成分经淬火后没有改变，但在淬火层与非淬火层之间的晶粒结构却发生了细微变化，一个金属整体形成了两种硬度。 钢轨断面的硬度不一样使它的可焊性能受到了影响，同时随着硬度的提高轨头的韧性也随之降低，韧性降低也就是说钢轨内部晶粒与晶粒之间相互融合的拉力变小了，拉力小了钢轨就比淬火前变得脆弱了。这种情况下如果钢轨在制造过程中有白点、气泡、偏析等疲劳源存在，钢轨使用过程中疲劳源逐渐扩大，极易造成钢轨的突然折断，给行车安全埋下了极大的隐患。

1.2 探伤方法及措施

作业中从事钢轨探伤的人员都应该知道钢轨淬火后给探伤工作带来的难度和一旦发生断轨的后果是非常严重的，所以我们在从事探伤工作时首先要加强自身的责任感，增强安全意识，加强业务技术的学习，学习新技术，熟练掌握数字化探伤仪的正确使用方法，充分发挥数字化探伤仪的所有技术优势。 在传统探伤工艺下，开发创造新的探伤工艺，以适应高速铁路的发展。

2 鱼鳞伤的产生及有效地探测方法

2.1 鱼鳞伤的产生及影响

鱼鳞伤是起源于轨头表面一种近似鱼鳞状金属碎裂的疲劳伤损裂纹始于轨头内侧圆弧附近，顺列车运行方向向前延伸，裂纹附近常有黑影。 鱼鳞裂纹和黑影沿轨头横向发展的宽度一般6mm-20mm，最深点在鱼鳞裂纹的前内角，最深可达20mm。

这些鱼鳞纹随着时间的推移会向轨头横向和深处发展，发展到深度5mm 以上就很危险了， 因为钢轨的横向裂纹是最容易造成钢轨突然折断的伤损。 细小的鱼鳞裂纹是垂直于钢轨踏面并伴有一定的倾斜角度，构成了超声波的角反射原理，探伤仪到此会连续发出嘟嘟的报警声，并有上下跳动或位移量很小的回波，由于这种现象的干扰会给探伤工准确地判断核伤带来很大难度，经验不足或对伤损认识不清的探伤工遇有鱼鳞纹密集地段， 为减少这种干扰就会降低探伤灵敏度，以抑制这种杂波的出现，由于探伤灵敏度发生了变化其结果却连真正的核伤也很难以检测出来。

2.2 探测方法

从钢轨踏面上用传统探伤工艺难以辨认的可疑波型，增加了用通用探伤仪手执K2.5 探头从轨头侧面进行检测的手段， 这种方法可以有效地避开鱼鳞纹回波的干扰，并增加了从不同方向、不同位置对轨头的检测，虽然速度较慢，但对鱼鳞纹密集地段出现的可疑波型或伤损数量异常地段，在没有更科学、更先进的探伤方法时，这种检测手段效果很好。灵敏度校正好后在探伤作业中遇有鱼鳞纹密集地段不得随意降低灵敏度，特殊地段还应适当提高灵敏度1dB。 同时要求每个探伤周期调换探头超声波发射方向和角度以保证对轨头的全断面探测。遇有曲线先调整探头位置，探头如压在鱼鳞纹上或紧贴鱼鳞纹对探伤效果都不好。然后再加强反向探测，严格执行正、反、正方向的探测。探伤仪探头的配置应不少于三个70°探头， 其中不少于一个用一次波扫查，两个用一次波和二次波扫查。 盯住波型显示，仔细校对出波、落波位置，波型的位移量，波幅的高低以及探头的位置，70°探头二次波的位移量超过一大格，波高满幅且回波清晰稳定，应进行认真校对。

3 轨头伤损及有效的检测方法

从目前所掌握的资料分析，钢轨形成伤损后未被探伤工及时发现而造成断轨的主要有两种伤损：（1）轨头伤损；（2）焊缝伤损。虽然螺孔裂纹伤损占伤损总量的比例很大，但基本都能探测出来，所以目前对轨头和焊缝探伤的工艺可能存在一定的问题需要加以改进。

随着无缝线路的延长，铝热焊缝的数量也随之增加，但我们使用的焊缝探伤仪却做不到对焊缝的全断面探测。轨腰与轨底连接的圆弧处就无法探测。 用矩阵探头探测轨底，这一区域虽然有可能扫查到但却无法接收回来。 用k2.5 或k2 探头在轨底上部探测，由于铝热焊缝焊道宽，焊筋肥大，焊筋反射波强烈，而且焊筋的外观也不尽相同，焊筋反射波的出波位置亦不固定。所以焊筋与伤损的反射波根本无法区分。

钢轨焊补由于焊接工艺等等原因，大多数焊补层与钢轨母材金属晶粒组织不连续， 由于两者之间的不连续这一区域最易造成伤损，也是由于不连续超声波是无法射及到的。

现在延用的70°探头偏斜20°角探测轨头，对于60kg/m 钢轨轨头偏中核伤的探测不利，由于现场核伤倾斜角度不同虽然在声束覆盖范围之内，但它的反射方向却发生了变化，使得探伤仪发现了伤损却无法显示，建议探测60kg/m 钢轨时探头偏斜16°或18°。

钢轨探伤不同于超声波对其它工件的探伤，它是室外作业，是被检对象不动，移动探测仪器来进行探伤作业的，所以在进行钢轨探伤时必须要遵循接头、焊缝站；小腰慢；大腰匀速探的检查原则。 慢走细检，兼顾气候变化对探伤仪灵敏度的影响，不放过任何一个可疑波型。我车间由于认识到了淬火轨对探伤工作的负面影响，并及时采取了有效的检测手段，探伤质量得到了明显提高。

4 结束语

通过调研使我感受到了所学基本理论知识基本技能和专业知识在现场实际操作的重要性。 有效的运用理论知识指导现场实际操作，达到理论知识与生产实践相结合的目的，锻炼和提高了自己的业务素质。 在工务部门的实际工作中，体会到了设备质量与安全生产以及保证行车和人身安全是分不开的。 由此可见，我们学习和掌握基本理论知识和技能专业知识是必不可少的。