钢轨探伤技术在铁路线路维修检测中的应用

段建礼

【摘 要】随着我国经济增长，铁路的发展规模逐渐扩大，为国民的出行带来方便。论文针对钢轨探伤技术在铁路线路维修检测中的应用进行研究，论述了钢轨探伤技术的概念，钢轨探伤技术在铁路线路维修检测中的重要性，以及钢轨探伤技术在铁路线路维修检测中的应用。

【Abstract】Along with the economic growth in China， the development scale of railway expands gradually， which brings convenience for citizens traveling. This paper analyzes the application of steel rail inspection technology in railway line maintenance， expounds the concept of steel rail inspection technology，and the importance of the steel rail inspection technology in railway line maintenance， as well as the application of the steel rail detection technology in the railway line maintenance.

【关键词】钢轨探伤技术；维修检测；应用

【Keywords】steel rail detection technology； maintenance detection； application

【中图分类号】U213.4+3 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2017）04-0140-02

1 钢轨探伤技术的概念

钢轨探伤技术，主要是采用超声波原理，对钢轨进行检测。当超声波从介质传向另一介质时，在介质的分界面上，会有部分能量重新传递回原来介质，此种超声波叫作反射波。此时，还有部分能量会从界面穿过，传到另一媒介中，这种超声波叫作透射波。可以通过对低超声波折射与反射的分析，确定钢轨出现故障的位置，如图1所示[1]。

2 钢轨探伤技术在铁路线路维修检测中的重要性

钢轨探伤技术，从超声波钢轨探伤技术出发，可以将钢轨探伤分为，钢轨接头位置垂直裂缝、钢轨纵向水平裂纹、轨底裂纹等。铁路钢轨在制作与使用过程中存在缺陷，是导致钢轨出现故障的主要原因。钢轨在受到一定的外力作用之后，会产生集中起来的阻力，对钢轨身体造成损害，使得钢轨身体出现裂痕。钢轨的接头是故障高发部位，在铁路使用过程中，钢轨接头与其他部位连接，因此受到的作用力大于其他部位，容易断裂破损。钢轨在生产过程中出现漏洞，未将缩孔、夹杂、偏析等缺陷进行特殊处理，从而造成轨道头部、轨道腰部、轨道底部出现片状缺点，发生轨道垂直与水平状态出现裂纹的现象。铁路的线路在检修时，多采用钢轨探伤技术，检测出故障之后，为防止钢轨断裂，要进行钢轨更换，避免钢轨断裂导致火车发生危险[2]。

3 钢轨探伤技术在铁路线路维修检测中的应用

3.1 基于轨底部位的钢轨探伤技术

铁路路线检修时，对钢轨底部进行探测，主要采用的技术是0°探头对钢轨的水平裂缝进行探测。在对钢轨底部进行探伤时，从晶片发射出的纵波，会经过轨道腰部到达轨道底部，在界底界面进行反射，传达到另一端的晶片，往返声音路程是轨道长度的二倍。当钢轨出现斜裂纹与纵向裂纹时，就会阻断声波的正常接受与发射，造成“失底波报警”的情况。轨底部发生裂痕时，会在底波与0位上将水平裂纹回波显示出来。根据回波显示的刻度以及探测场程度对刻度的定位，对轨面部与裂纹深度进行评判，根据报警时对位移情况的评估，从而对裂痕的长度进行测量。通过0°探头技术，对轨道头部进行检测，可以快速地找到故障位置，并进行裂纹测量，从而进行检修[3]。

3.2 钢轨探伤技术的注意事项

钢轨探伤技术在使用时，要注意以下四点。

①钢轨探伤技术，在对轨道水平波纹进行检测时，会出现多次反射的现象，因此在定位时，要注意以首次回波为准。

②钢轨探伤技术使用的仪器，会受到附近影响因素的阻碍，导致在轨道表面显示的回波刻度，与在实际现实的裂纹深度不一致。

③钢轨探伤技术，当轨道的水平裂痕高出轨道高度一倍以上时，二次反射波会正好落在底波小方门中，这时需要主动找出，二次反射波与底波之间的差别性，并对二者进行辨别，根据腰轨对变形螺孔的顶面与单侧水平裂纹。

④钢轨探伤技术，焊头与接头以下的水平裂痕，会从焊筋的外部向内部延伸，所以需要对裂痕的扩展规律进行分析，利用断口的情况作为分析依据，再利用仪器与手工测量的方法进行监督与检测，从而判断水平裂痕的发展方向。

3.3 基于轨道头部的钢轨探伤技术

钢轨探伤技术，在对钢轨头部进行检测时，使用70°探头对钢轨头部进行检修。钢轨头部检测时，容易受到复杂几何图形的影响，未避免这种现象，扩大检查范围，要求探头的位置要与探头前进方向形成10°～20°的夹角，利用二次波与一次波进行探测，可以使钢轨中的横波，从轨道头部的下颚反射过来，从而显示出各个部位的探伤。在钢轨头部完好无损的情况下，对轨道头部进行监测时，不会出现轨道回波。当钢轨头部有裂痕时，就会现实傷损回波。基于回波的显示情况，可以确定钢轨损伤的位置，以及损伤的程度。在钢轨实际探伤中，钢轨接头情况复杂，对仪器的控制不够灵活，会出现假信号以及判断错误的现象。常见的回波鉴定方式有以下三种。

①当钢轨头部生锈时，会出现短促、简短的报警声，并显示一次波与二次波交替的位置，移动跳跃波会消失。在使用砂纸对钢轨颚部进行打磨时，跳跃波会消失。此时降低增益可以达到控制跳跃波的目的，有效降低颚部对报警的干扰。

②若钢轨种类发生变化，轨头宽度出现差异，曲线被磨损。可以利用探测探头对旋孔与探头间的距离进行测算，对探头的位置调整，直到螺旋反射波消失。

③当探头与板头间距在85cm左右，会发生报警，这种现象会导致回波，利用探头的横向位置移动方法，可以对该现象进行检测。

3.4 基于钢轨螺旋裂纹的探测

对钢轨螺孔裂纹进行探测时，使用37°探头进行探测超声波。此方法同时还能对轨底部的横向裂纹进行探测，对特殊位置的裂痕与腰部的斜裂痕进行检测。在探伤仪器上安装两个探测探头，可以对所以类型的螺孔裂纹进行探测。其中后置探头与前置探头的方向不同，在探测时，可以将螺孔分为四个象限，然后分包进行检测。根据探测的方向，可以得出二象限与三象限的水平裂纹，与一象限与四象限的斜裂纹。当前置探头进行探测时，螺孔四周会出现裂纹，形成反射角，并显示出螺孔水平裂纹波，由于二者的距离比较近，会进行同时显示。对轨道腰部斜裂纹进行检测时，因裂纹位于螺孔后面，距离比较远，很容易看错。此时可以采用0°探头对裂痕进行检测，查看孔波间有没有底波出现，若有则证明轨道腰部出现裂纹，需要及时进行检修，以确保铁路轨道安全。

【参考文献】

【1】王琦，王凯利，李飞.GTC-80型钢轨探伤车与小仪器互补应用的探讨[J].科技展望，2017（08）：47.

【2】陶竑宇，郭靖，李远富.铁路线路单元质量管理信息系统框架探讨[J].铁道标准设计，2017（03）：23-27.