鋼軌探傷技術(shù)在鐵路線路維修檢測(cè)中的應(yīng)用

段建禮

【摘 要】隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，鐵路的發(fā)展規(guī)模逐漸擴(kuò)大，為國(guó)民的出行帶來(lái)方便。論文針對(duì)鋼軌探傷技術(shù)在鐵路線路維修檢測(cè)中的應(yīng)用進(jìn)行研究，論述了鋼軌探傷技術(shù)的概念，鋼軌探傷技術(shù)在鐵路線路維修檢測(cè)中的重要性，以及鋼軌探傷技術(shù)在鐵路線路維修檢測(cè)中的應(yīng)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.

【關(guān)鍵詞】鋼軌探傷技術(shù)；維修檢測(cè)；應(yīng)用

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

【中圖分類號(hào)】U213.4+3 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-1069（2017）04-0140-02

1 鋼軌探傷技術(shù)的概念

鋼軌探傷技術(shù)，主要是采用超聲波原理，對(duì)鋼軌進(jìn)行檢測(cè)。當(dāng)超聲波從介質(zhì)傳向另一介質(zhì)時(shí)，在介質(zhì)的分界面上，會(huì)有部分能量重新傳遞回原來(lái)介質(zhì)，此種超聲波叫作反射波。此時(shí)，還有部分能量會(huì)從界面穿過(guò)，傳到另一媒介中，這種超聲波叫作透射波?？梢酝ㄟ^(guò)對(duì)低超聲波折射與反射的分析，確定鋼軌出現(xiàn)故障的位置，如圖1所示[1]。

2 鋼軌探傷技術(shù)在鐵路線路維修檢測(cè)中的重要性

鋼軌探傷技術(shù)，從超聲波鋼軌探傷技術(shù)出發(fā)，可以將鋼軌探傷分為，鋼軌接頭位置垂直裂縫、鋼軌縱向水平裂紋、軌底裂紋等。鐵路鋼軌在制作與使用過(guò)程中存在缺陷，是導(dǎo)致鋼軌出現(xiàn)故障的主要原因。鋼軌在受到一定的外力作用之后，會(huì)產(chǎn)生集中起來(lái)的阻力，對(duì)鋼軌身體造成損害，使得鋼軌身體出現(xiàn)裂痕。鋼軌的接頭是故障高發(fā)部位，在鐵路使用過(guò)程中，鋼軌接頭與其他部位連接，因此受到的作用力大于其他部位，容易斷裂破損。鋼軌在生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)漏洞，未將縮孔、夾雜、偏析等缺陷進(jìn)行特殊處理，從而造成軌道頭部、軌道腰部、軌道底部出現(xiàn)片狀缺點(diǎn)，發(fā)生軌道垂直與水平狀態(tài)出現(xiàn)裂紋的現(xiàn)象。鐵路的線路在檢修時(shí)，多采用鋼軌探傷技術(shù)，檢測(cè)出故障之后，為防止鋼軌斷裂，要進(jìn)行鋼軌更換，避免鋼軌斷裂導(dǎo)致火車發(fā)生危險(xiǎn)[2]。

3 鋼軌探傷技術(shù)在鐵路線路維修檢測(cè)中的應(yīng)用

3.1 基于軌底部位的鋼軌探傷技術(shù)

鐵路路線檢修時(shí)，對(duì)鋼軌底部進(jìn)行探測(cè)，主要采用的技術(shù)是0°探頭對(duì)鋼軌的水平裂縫進(jìn)行探測(cè)。在對(duì)鋼軌底部進(jìn)行探傷時(shí)，從晶片發(fā)射出的縱波，會(huì)經(jīng)過(guò)軌道腰部到達(dá)軌道底部，在界底界面進(jìn)行反射，傳達(dá)到另一端的晶片，往返聲音路程是軌道長(zhǎng)度的二倍。當(dāng)鋼軌出現(xiàn)斜裂紋與縱向裂紋時(shí)，就會(huì)阻斷聲波的正常接受與發(fā)射，造成“失底波報(bào)警”的情況。軌底部發(fā)生裂痕時(shí)，會(huì)在底波與0位上將水平裂紋回波顯示出來(lái)。根據(jù)回波顯示的刻度以及探測(cè)場(chǎng)程度對(duì)刻度的定位，對(duì)軌面部與裂紋深度進(jìn)行評(píng)判，根據(jù)報(bào)警時(shí)對(duì)位移情況的評(píng)估，從而對(duì)裂痕的長(zhǎng)度進(jìn)行測(cè)量。通過(guò)0°探頭技術(shù)，對(duì)軌道頭部進(jìn)行檢測(cè)，可以快速地找到故障位置，并進(jìn)行裂紋測(cè)量，從而進(jìn)行檢修[3]。

3.2 鋼軌探傷技術(shù)的注意事項(xiàng)

鋼軌探傷技術(shù)在使用時(shí)，要注意以下四點(diǎn)。

①鋼軌探傷技術(shù)，在對(duì)軌道水平波紋進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)多次反射的現(xiàn)象，因此在定位時(shí)，要注意以首次回波為準(zhǔn)。

②鋼軌探傷技術(shù)使用的儀器，會(huì)受到附近影響因素的阻礙，導(dǎo)致在軌道表面顯示的回波刻度，與在實(shí)際現(xiàn)實(shí)的裂紋深度不一致。

③鋼軌探傷技術(shù)，當(dāng)軌道的水平裂痕高出軌道高度一倍以上時(shí)，二次反射波會(huì)正好落在底波小方門中，這時(shí)需要主動(dòng)找出，二次反射波與底波之間的差別性，并對(duì)二者進(jìn)行辨別，根據(jù)腰軌對(duì)變形螺孔的頂面與單側(cè)水平裂紋。

④鋼軌探傷技術(shù)，焊頭與接頭以下的水平裂痕，會(huì)從焊筋的外部向內(nèi)部延伸，所以需要對(duì)裂痕的擴(kuò)展規(guī)律進(jìn)行分析，利用斷口的情況作為分析依據(jù)，再利用儀器與手工測(cè)量的方法進(jìn)行監(jiān)督與檢測(cè)，從而判斷水平裂痕的發(fā)展方向。

3.3 基于軌道頭部的鋼軌探傷技術(shù)

鋼軌探傷技術(shù)，在對(duì)鋼軌頭部進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，使用70°探頭對(duì)鋼軌頭部進(jìn)行檢修。鋼軌頭部檢測(cè)時(shí)，容易受到復(fù)雜幾何圖形的影響，未避免這種現(xiàn)象，擴(kuò)大檢查范圍，要求探頭的位置要與探頭前進(jìn)方向形成10°～20°的夾角，利用二次波與一次波進(jìn)行探測(cè)，可以使鋼軌中的橫波，從軌道頭部的下顎反射過(guò)來(lái)，從而顯示出各個(gè)部位的探傷。在鋼軌頭部完好無(wú)損的情況下，對(duì)軌道頭部進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)軌道回波。當(dāng)鋼軌頭部有裂痕時(shí)，就會(huì)現(xiàn)實(shí)傷損回波。基于回波的顯示情況，可以確定鋼軌損傷的位置，以及損傷的程度。在鋼軌實(shí)際探傷中，鋼軌接頭情況復(fù)雜，對(duì)儀器的控制不夠靈活，會(huì)出現(xiàn)假信號(hào)以及判斷錯(cuò)誤的現(xiàn)象。常見(jiàn)的回波鑒定方式有以下三種。

①當(dāng)鋼軌頭部生銹時(shí)，會(huì)出現(xiàn)短促、簡(jiǎn)短的報(bào)警聲，并顯示一次波與二次波交替的位置，移動(dòng)跳躍波會(huì)消失。在使用砂紙對(duì)鋼軌顎部進(jìn)行打磨時(shí)，跳躍波會(huì)消失。此時(shí)降低增益可以達(dá)到控制跳躍波的目的，有效降低顎部對(duì)報(bào)警的干擾。

②若鋼軌種類發(fā)生變化，軌頭寬度出現(xiàn)差異，曲線被磨損。可以利用探測(cè)探頭對(duì)旋孔與探頭間的距離進(jìn)行測(cè)算，對(duì)探頭的位置調(diào)整，直到螺旋反射波消失。

③當(dāng)探頭與板頭間距在85cm左右，會(huì)發(fā)生報(bào)警，這種現(xiàn)象會(huì)導(dǎo)致回波，利用探頭的橫向位置移動(dòng)方法，可以對(duì)該現(xiàn)象進(jìn)行檢測(cè)。

3.4 基于鋼軌螺旋裂紋的探測(cè)

對(duì)鋼軌螺孔裂紋進(jìn)行探測(cè)時(shí)，使用37°探頭進(jìn)行探測(cè)超聲波。此方法同時(shí)還能對(duì)軌底部的橫向裂紋進(jìn)行探測(cè)，對(duì)特殊位置的裂痕與腰部的斜裂痕進(jìn)行檢測(cè)。在探傷儀器上安裝兩個(gè)探測(cè)探頭，可以對(duì)所以類型的螺孔裂紋進(jìn)行探測(cè)。其中后置探頭與前置探頭的方向不同，在探測(cè)時(shí)，可以將螺孔分為四個(gè)象限，然后分包進(jìn)行檢測(cè)。根據(jù)探測(cè)的方向，可以得出二象限與三象限的水平裂紋，與一象限與四象限的斜裂紋。當(dāng)前置探頭進(jìn)行探測(cè)時(shí)，螺孔四周會(huì)出現(xiàn)裂紋，形成反射角，并顯示出螺孔水平裂紋波，由于二者的距離比較近，會(huì)進(jìn)行同時(shí)顯示。對(duì)軌道腰部斜裂紋進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，因裂紋位于螺孔后面，距離比較遠(yuǎn)，很容易看錯(cuò)。此時(shí)可以采用0°探頭對(duì)裂痕進(jìn)行檢測(cè)，查看孔波間有沒(méi)有底波出現(xiàn)，若有則證明軌道腰部出現(xiàn)裂紋，需要及時(shí)進(jìn)行檢修，以確保鐵路軌道安全。

【參考文獻(xiàn)】

【1】王琦，王凱利，李飛.GTC-80型鋼軌探傷車與小儀器互補(bǔ)應(yīng)用的探討[J].科技展望，2017（08）：47.

【2】陶竑宇，郭靖，李遠(yuǎn)富.鐵路線路單元質(zhì)量管理信息系統(tǒng)框架探討[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2017（03）：23-27.