超声波检测钢轨缺陷及定位的研究

刘刚

摘要：在利用超声波检测钢轨缺陷及其定位缺陷时，由于该项技术作为无损检测技术，对于铁路事业的发展而言，有着极为重要的作用，借助钢轨的自身特点和超声探伤的优势，对铁路钢轨检测的应用有着极为重要的作用。该项技术利用超声波的原理，对钢轨的损伤进行回声定位探测探头部位发出声波，能够及时地反射回一定强度的超声波能量。通过分析便可以得出被测钢轨是否有损伤，也会根据回波的测定而确定相关数据。

关键词：超声探伤;钢轨检测;铁路维修

一、相关概述

（一）超声探伤的优势1

在检测铁轨损伤的工作中，所能够选择的方法有多种多样，其中包括超声波检测方法，微波检测法和渗透检测法等等，还有传统的人工检测方法。而超声探伤的方法则是基于钢轨自身的特点而为人们所采用的一种方法，相较于其他方法而言具备着独特的优势，这也使得其在钢轨维修过程中有着极为重要的应用。首先借助超声探伤的方法来检测钢轨，其往往可以适用于各种各样的探测场景，设备在使用的过程中相对较为安全和简单在实际检测的过程中灵敏度相对较高，能够及时地发现铁轨的损伤和裂缝，这种方法由于其受到信息技术的整合，也能够在未来实现自动化检测功能。其次，超声波探伤的原理是根据铁轨内的伤损在声波传播时的具体作用来检测钢轨的方法，超声波的能量较大且沿着一个方向传播，这使得被测物体能够轻而易举地被穿透，并及时地向工作人员反映出内部情况，这使得超声波探伤被广泛应用在铁路钢轨的伤损检测工作中。

（二）超声探伤的意义

随着时代的不断发展，铁路事业为人民生活和我国国民经济发展的重要基础。铁路的安全对于社会和经济的安全与稳定都有着极为重要的作用，因此铁路的钢轨维修成为了极为重要的作用。而钢轨在正常使用的过程中，由于各种不可抗因素而使其在表面或内部产生各种各样的损伤，这些损伤一旦超过界限，便会对列车的安全运行造成威胁。因此必须要借助更为有效的方法来及时地发现钢轨内部的损伤，这样才能保证铁路安全长期的运行，保障铁路运输对我国社会经济的重要价值。而超声探伤作为钢轨损伤检测的重要方法之一，其能够有效地实现无损检测，并在效率和质量方面都有着极为不错的成效，借助超声探伤能够更加及时快速的发现钢轨内部的损伤，并根据损伤来进行维护工作。

二、超声检测技术原理

超声检测的核心原理是超声波在介质中运行时会由于遇到不同的界面，以及声波在不同介质中的衰减特征是不相同的，而导致声波在传播过程中而呈现出不同的特性。这样便能够有效地实现被测物体内部的具体情况，根据内部情况来判定被测物体的缺陷与损伤。而根据具体的探伤原理，超声波探伤的检测方法，又可以被分为脉冲反射法、脉冲透射法和共振法。

脉冲反射法又被称为脉冲回波反射法，是借助超声波的脉冲入射，在两种不同介质的交界面上所反射回来的声波，能够被检测到的原理来进行检测的方式，采用同一探头对超声波进行发射与接收。脉冲透射法是借助超声波的脉冲波或连续波在穿透被测物体后所产生的能量变化，来判断缺陷是否存在及其定位的方法，这需要将超声波的发射和接收探头分别放在被测物体的两侧，这样声波穿透物体后便可以准确地反映出其内部情况。共振法是借助声波在物体内传播时，通常会根据物体的厚度与超声波的半波长之间的比例而引发共振的现象，来测试物体内部是否存在损伤，检测仪器只需要测试超声波在物体内是否产生共振现象，便可以分析出其内部是否存在损伤。

除此之外还可以根据接收信号的能量来进行判断分析，最终得到其物体内部是否存在缺陷，在检测过程中由于衰减量对于缺陷的反应相对较大，因此超声波在通过缺陷后出现的衰减使我们接收到的能量减少，因此可以通过分析接收波的能量异常变化去发现缺陷的存在。在超声波技术的实际应用过程中，为了提高超声检测的质量和完整性，通常需要设置多个探头，通过多个探头的方式来增加对于伤损信息的接收内容，并结合相关的控制中心对这些数据进行采集。这样便能够有效解决超声波在实际探伤工作中容易出现信号收集不够准确的现象，利用多个探头多角度的信号采集，能够使得钢轨内部的损伤更加及时地发现。

三、超声波检测钢轨缺陷及定位的技术展望

超声波探伤的依据便是借助超声波的基本特性来实现对物体内部的缺陷检测，由于超声波检测过程的操作、仪器和过程相对较为简便，而且不会对被偷物体产生任何损伤，在检测的效率与质量方面也有着较大的提升，因此被广泛应用在铁路维修的钢管缺陷检测工作中。在未来的发展过程中，超声波探伤的技术必然会朝着自动化的方向发展，随着自动化技术的快速发展与落实，未来只需要对相关仪器涉入相关指标，便可以借助超声波探伤，定期对铁轨进行发射与接收声波并对其进行分析。一旦铁轨发生故障和损伤，应会将异常数据反馈给工作人员，这样工作人员便可以更加及时和高效的了解铁轨的内部损伤情況，并对应地做出维修工作，更加严格地保障了铁路在运行过程中的安全。

结束语：总的来说，超声波检测钢轨缺陷及其定位技术，对于铁路事业的发展而言有着极为重要的优势，这是由于超声波本身具有的特性所决定的，使得超声波在钢轨内部损伤检测工作中有着得天独厚的优势。在实际应用的过程中，我们可以借助超声的脉冲回波反射和脉冲透射，及其超声波与物体产生的共振来从多项数据构建探伤的原理与应用。而在未来的发展过程中，随着信息技术的快速发展，该项技术也必然会朝着自动化的方向发展，为铁路事业的安全和维护作出重要贡献。

参考文献：

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