铁路线路维修检测中钢轨探伤技术的应用

刘富广

摘 要：我国铁路已经进入高铁时代，快速度、大运量给线路维修检测提出了更高的要求。由于高铁速度快、运输量大，在检修线路的过程中，要求有更好的检测技术。而钢轨探伤具有灵敏度高、无损伤、反应灵敏等方面的优点，在铁路检测中得到了广泛的运用。

关键词：铁路线路;维修检测;钢轨探伤技术

目前，我国铁路已经进入了新的发展时代，由于铁路的运输量大，线路负荷高，会极大的影响线路的安全，而钢轨探伤技术可以及时发现钢轨内部的损伤情况，有效避免钢轨脱轨的情况出现，保证了铁路运输的安全。

一、钢轨损伤的主要原因及钢轨探伤的重要性

从超声波钢轨探伤技术方面来说，可以将钢轨伤损类型分成钢轨接头位置的垂直裂缝、钢轨纵向水平裂纹、轨底裂纹三种类型。导致钢轨出现损伤的主要原因是钢轨在使用或制作的过程中，存在一定的缺陷，在受到外力后，产生的应力会集中在一起，导致钢轨疲劳，出现裂缝。在铁路线路中，钢轨的接头是最重要的环节，和其他位置相比，钢轨接头受到的最大惯性力更多[2]。如果钢轨在生产的过程中，没有将夹杂、缩孔、偏析等缺陷切除，就会导致片状缺陷残留在轨腰、轨头和轨底中，并出现垂直或水平状态的裂纹。而使用钢轨探伤技术检测铁路的线路，在发现内部损伤后，要在断裂之前对钢轨进行更换，防止火车轨道脱轨。

二、钢轨探伤技术在铁路线路维修检测中的应用

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]。

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、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，就会现实伤损回波。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。

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。

结语

总之，使用钢轨探伤技术有效的保证了铁路的安全运行，避免了安全事故的产生。除此以外，要将检查作为重点，相关的管理人员在提高探伤管理的同时，要定期对轨道进行检查，建立完善的检查制度，以确保铁路轨道安全。

参考文献

[1]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.

[2]陶竑宇，宋太平.关于铁路工务钢轨探伤工作的探讨[J].同煤科技，2016，34（3）：25-26.

[3]高运来，王平，田贵云，郝思思，熊龙辉.基于电磁原理的钢轨裂纹高速在线巡检方法[J].无损检测，2017，35（12）：1-11.

[4]寇東华，徐远中，袁中华.钢轨打磨量的求取方法[J].铁路技术创新，2016，12（1）：33.

[5]李京蔚，袁中华，华长权，熊伶俐.钢轨截面曲线圆弧圆心精确求取方法[J].铁路技术创新，2016，12（1）：34.