关于广州地铁引进钢轨探伤车实行新探伤管理模式的探讨

郭峰

【摘 要】对广州地铁引进GTC-80型钢轨探伤车特点进行分析，结合线路特点和运营管理模式，探讨适合广州地铁探伤管理的新模式。

【关键词】探伤；模式；探讨

广州地铁目前已建成开通10条、309公里的地铁线路，根据规划到2018年底运营里程将达到510公里，届时正线轨道延展长度将达到1020公里左右。钢轨作为承载和引导列车安全行驶的重要设备，保持良好的状态对运营安全至关重要。由于轮轨长期运行接触，对钢轨造成摩擦、挤压、弯曲和冲击作用，在这些应力的反复作用下，钢轨内部会产生疲劳裂纹和各类伤损，一旦伤损没有及时发现和处理，将影响地铁的安全运营。随着广州地铁线路规模的扩大，依靠传统人工徒步检测钢轨状态的模式效率低，精度不高，已不能适应当前地铁网络化运营规模对设备维保的要求。2017年广州地铁引进了GTC-80型SYS-1900检测系统的钢轨探伤车，该车最高检测速度为80km/h，该车的投入使用将大大提高广州地铁的设备保障能力和钢轨探伤的工作效率。

1 探伤车技术发展及应用

在国外发达国家，如法国、英国、日本等国，大型探伤车已有五十多年的应用历史，目前这些国家的钢轨探伤主要由探伤车承担，人工探伤仅作为辅助手段。从探伤车作业方式来分，可以分为连续检测作业方式和停顿式作业方式；连续检测作业方式为对探伤车获得的数据进行事后处理，可疑伤损由人工另行复核，目前欧洲、日本大多采用这种作业方式，這种作业方式适合于行车密度大、检测时间有限的线路。停顿式作业方式为探伤车发现伤损后立即停车，由探伤车操作员现场复核，确认后做标记并通知相关部门，然后继续检测，目前美国、加拿大采用这种作业方式，这种作业方式适合于行车密度小、可以安排足够检测时间的线路。

我国铁路从1989年开始启动钢轨探伤车的引进工作，直到1994年我国从美国Pandrol Jackson公司引进的SYS-1000检测系统探伤车正式在京广线和广深线投入使用，检测速度40km/h。2000年以来，我国铁路探伤车应用发展迅速、日益广泛，后美国SPERRY公司针对我国铁路特点开发了SYS-1900检测系统，2010年SPERRY公司与我国铁路相关企业签署了SYS-1900检测系统技术引进协议，为检测系统国产化迈出了重要一步。目前SYS-1900检测系统的探伤车在我国高铁和普速铁路已广泛使用。

探伤车在国内主要城市地铁也有一定的使用时间，北京地铁于2007年引进了GTC-5D型SYS-1900检测系统的探伤车，上海地铁于2010年引进了第一台最高检测速度达60km/h的探伤车，从应用效果来看都取得了较好的经济和社会效益。广州地铁于2017年引进了钢轨探伤车，对探伤车的应用还处于起步摸索阶段。

2 探伤车与人工探伤仪的比较优势

虽然探伤车与人工探伤仪在原理上都是利用不同角度的超声波入射钢轨后的反射回波来检测钢轨内部是否存在伤损，但从技术性能、使用效果等方面来看，两者也存在着很多不同。

2.1 探伤车检测速度高

目前GTC-80型探伤车检测速度可达到60至80km/h，而人工探伤检测速度为2km/h，前者是后者的30至40倍，因此探伤车可使检测效率大幅提高。

2.2 探伤车的检测精度高

探伤车在标定线上实现了97.5%的伤损检出率。在实际检测过程中，探伤车对细小的钢轨内部伤损反应灵敏，如可检测出长4mm的内部裂纹，而人工探伤仪则可能需要裂纹发展一段时间后才可以发现。

2.3 探伤车适应性强

由于探伤车采用滚动式轮探头，所有超声波换能器被封闭在一个充满耦合液的胶轮中，胶轮和水与钢轨呈现软性密贴，提升了耦合效果，提升了探伤车检测各种钢轨状态的适应性；而人工探伤仪采用滑薛式探头与钢轨接触，在轨面工况不良的情况下耦合性变差，特别是在接头错台、较大轨缝、侧磨严重的地段，更容易造成漏检。

2.4 探伤车自动化程度高

探伤车完全通过计算机控制，其利用多组不同角度的超声波入射钢轨后的反射回波来检测钢轨内部是否存在伤损，对检测信息进行数字化处理，伤损检测、伤损识别功能强。

2.5 探伤车稳定性好，受人为因素影响小

探伤车因为采用了先进的检测系统，在系统稳定、数据采集与存储、伤损识别与分析等方面具有较大的优势；而人工探伤仪在操作过程中与持仪人的技能水平、责任心、精神状态、照明状况等息息相关，受人为因素影响相对较大。

2.6 探伤车大幅节约人力成本

人工探伤仪作业方式需要投入大量的人力，而探伤车因检测速度快，效率高，可以节省较多的人力。

3 探伤车存在的不足

尽管探伤车与人工探伤仪相比有着显著的优势，更加适合钢轨探伤工作的需要，但就目前钢轨探伤车整体结构和技术性能而言，仍有以下几个方面的不足。

3.1 对道岔区域、小半径曲线磨耗严重地段，探伤车的检测数据会失效。探伤车自动对中系统是通过对中传感器精确检测探轮位置偏差，自动对基准进行补偿，调整探轮位置；当激光线的位置在道岔、接头夹板、侧磨严重区段等非标准轨型区域时，会显示传感器数据失效，无法得到真实的检测数据；另外地铁道岔普遍采用高锰钢整铸道岔，由于其特殊的晶粒构造，用超声波无法对其进行有效探伤，导致探伤车无法进行有效检测，通常认为探伤车在道岔区域的检测数据为无效数据；

3.2 探伤车灵活性差，探伤后需要人工复核。探伤车的探伤检测属于定性检测，钢轨自身的状态对探伤车检测结果有一定影响。正因为探伤车灵敏度高，只要超声波有一定程度的异常反射，均判定为伤损，如轨面状态差（如锈迹、纸片等杂物）、轨底锈蚀、轨端面错牙、螺孔变形或位置偏移等均会判为伤损；在探伤车操作人员回放分析后，对识别出可疑的伤损，需要人工探伤仪进行定性定量确认。

3.3 探伤车对于地铁辅助线和车辆段线路检测效率低。由于辅助线和车辆段线路现场道岔较多、路况复杂，用探伤车探伤往往效率会大幅度降低，通常这部分线路的探伤由人工探伤仪完成。

4 钢轨探伤管理模式探讨

4.1 探伤车作业时间方面

根据广州地铁行车密度高以及运营结束后各专业对天窗检修时间需求大的特点，建议采用连续式检测做法，可考虑采取网轨检测车和钢轨探伤车联挂编组检测方式，联挂检测速度可采用30km/h～60km/h， 1个夜间检测作业可完成1条线路的任务，这样既可以减少检测车出行对夜间各专业人工检修天窗的占用，又可以提高检测效率。

4.2 探伤车和人工探伤仪的分工

根据探伤车和人工探伤仪的优缺点，两者应该是一个互相补充的关系。正线探伤以探伤车为主，探伤仪为辅；岔区、辅助线、车辆段、焊缝全断面探伤以及对探伤车发现的可疑伤损复核则由人工探伤仪完成。

4.3 探伤周期方面

目前广州地铁主要是利用人工探伤仪探伤，正线（含道岔）为每月一遍，车辆段线路为每季一遍。随着探伤车人员培训和经验的不断积累，可考虑用探伤车对你每条线每月一次进行探伤检测，对可疑伤损交由人工探伤仪进行复核；随着人工复核工作量的增加，可将正线和车辆段线路探伤周期进行调整，而对于探伤车的薄弱地点，如正线道岔区域、辅助线仍可由人工每月探伤一遍。

4.4 探伤组织架构方面

目前广州地铁探伤车和人工探伤仪是归属不同的部门进行管理，从探伤工作安排的统一性、复核的及时性、有效性等方面来看，并结合国内绝大多数同行的做法，可考虑将探伤车和探伤仪进行统一管理。

5 结束语

探伤车是一种自动化程度和检测效率高的探伤设备，对于广州地铁还是新鲜事物，需要借鉴国内同行已有的经验，并通过不断摸索积累经验，进一步提高探伤检测质量，提高探伤车的运用水平，尽快形成以探伤车为主、探伤仪为辅的二级网络探伤模式，以满足广州地铁不断发展的需要。

【參考文献】

[1]南车株洲电力机车研究所有限公司.GTC-80钢轨探伤车检测系统用户手册，2011.

[2]徐其瑞，刘峰.钢轨探伤车技术发展与应用[J].中国铁路，2011（7）.