關(guān)于廣州地鐵引進(jìn)鋼軌探傷車實(shí)行新探傷管理模式的探討

郭峰

【摘 要】對(duì)廣州地鐵引進(jìn)GTC-80型鋼軌探傷車特點(diǎn)進(jìn)行分析，結(jié)合線路特點(diǎn)和運(yùn)營管理模式，探討適合廣州地鐵探傷管理的新模式。

【關(guān)鍵詞】探傷；模式；探討

廣州地鐵目前已建成開通10條、309公里的地鐵線路，根據(jù)規(guī)劃到2018年底運(yùn)營里程將達(dá)到510公里，屆時(shí)正線軌道延展長度將達(dá)到1020公里左右。鋼軌作為承載和引導(dǎo)列車安全行駛的重要設(shè)備，保持良好的狀態(tài)對(duì)運(yùn)營安全至關(guān)重要。由于輪軌長期運(yùn)行接觸，對(duì)鋼軌造成摩擦、擠壓、彎曲和沖擊作用，在這些應(yīng)力的反復(fù)作用下，鋼軌內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生疲勞裂紋和各類傷損，一旦傷損沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理，將影響地鐵的安全運(yùn)營。隨著廣州地鐵線路規(guī)模的擴(kuò)大，依靠傳統(tǒng)人工徒步檢測(cè)鋼軌狀態(tài)的模式效率低，精度不高，已不能適應(yīng)當(dāng)前地鐵網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)營規(guī)模對(duì)設(shè)備維保的要求。2017年廣州地鐵引進(jìn)了GTC-80型SYS-1900檢測(cè)系統(tǒng)的鋼軌探傷車，該車最高檢測(cè)速度為80km/h，該車的投入使用將大大提高廣州地鐵的設(shè)備保障能力和鋼軌探傷的工作效率。

1 探傷車技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用

在國外發(fā)達(dá)國家，如法國、英國、日本等國，大型探傷車已有五十多年的應(yīng)用歷史，目前這些國家的鋼軌探傷主要由探傷車承擔(dān)，人工探傷僅作為輔助手段。從探傷車作業(yè)方式來分，可以分為連續(xù)檢測(cè)作業(yè)方式和停頓式作業(yè)方式；連續(xù)檢測(cè)作業(yè)方式為對(duì)探傷車獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行事后處理，可疑傷損由人工另行復(fù)核，目前歐洲、日本大多采用這種作業(yè)方式，這種作業(yè)方式適合于行車密度大、檢測(cè)時(shí)間有限的線路。停頓式作業(yè)方式為探傷車發(fā)現(xiàn)傷損后立即停車，由探傷車操作員現(xiàn)場(chǎng)復(fù)核，確認(rèn)后做標(biāo)記并通知相關(guān)部門，然后繼續(xù)檢測(cè)，目前美國、加拿大采用這種作業(yè)方式，這種作業(yè)方式適合于行車密度小、可以安排足夠檢測(cè)時(shí)間的線路。

我國鐵路從1989年開始啟動(dòng)鋼軌探傷車的引進(jìn)工作，直到1994年我國從美國Pandrol Jackson公司引進(jìn)的SYS-1000檢測(cè)系統(tǒng)探傷車正式在京廣線和廣深線投入使用，檢測(cè)速度40km/h。2000年以來，我國鐵路探傷車應(yīng)用發(fā)展迅速、日益廣泛，后美國SPERRY公司針對(duì)我國鐵路特點(diǎn)開發(fā)了SYS-1900檢測(cè)系統(tǒng)，2010年SPERRY公司與我國鐵路相關(guān)企業(yè)簽署了SYS-1900檢測(cè)系統(tǒng)技術(shù)引進(jìn)協(xié)議，為檢測(cè)系統(tǒng)國產(chǎn)化邁出了重要一步。目前SYS-1900檢測(cè)系統(tǒng)的探傷車在我國高鐵和普速鐵路已廣泛使用。

探傷車在國內(nèi)主要城市地鐵也有一定的使用時(shí)間，北京地鐵于2007年引進(jìn)了GTC-5D型SYS-1900檢測(cè)系統(tǒng)的探傷車，上海地鐵于2010年引進(jìn)了第一臺(tái)最高檢測(cè)速度達(dá)60km/h的探傷車，從應(yīng)用效果來看都取得了較好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。廣州地鐵于2017年引進(jìn)了鋼軌探傷車，對(duì)探傷車的應(yīng)用還處于起步摸索階段。

2 探傷車與人工探傷儀的比較優(yōu)勢(shì)

雖然探傷車與人工探傷儀在原理上都是利用不同角度的超聲波入射鋼軌后的反射回波來檢測(cè)鋼軌內(nèi)部是否存在傷損，但從技術(shù)性能、使用效果等方面來看，兩者也存在著很多不同。

2.1 探傷車檢測(cè)速度高

目前GTC-80型探傷車檢測(cè)速度可達(dá)到60至80km/h，而人工探傷檢測(cè)速度為2km/h，前者是后者的30至40倍，因此探傷車可使檢測(cè)效率大幅提高。

2.2 探傷車的檢測(cè)精度高

探傷車在標(biāo)定線上實(shí)現(xiàn)了97.5%的傷損檢出率。在實(shí)際檢測(cè)過程中，探傷車對(duì)細(xì)小的鋼軌內(nèi)部傷損反應(yīng)靈敏，如可檢測(cè)出長4mm的內(nèi)部裂紋，而人工探傷儀則可能需要裂紋發(fā)展一段時(shí)間后才可以發(fā)現(xiàn)。

2.3 探傷車適應(yīng)性強(qiáng)

由于探傷車采用滾動(dòng)式輪探頭，所有超聲波換能器被封閉在一個(gè)充滿耦合液的膠輪中，膠輪和水與鋼軌呈現(xiàn)軟性密貼，提升了耦合效果，提升了探傷車檢測(cè)各種鋼軌狀態(tài)的適應(yīng)性；而人工探傷儀采用滑薛式探頭與鋼軌接觸，在軌面工況不良的情況下耦合性變差，特別是在接頭錯(cuò)臺(tái)、較大軌縫、側(cè)磨嚴(yán)重的地段，更容易造成漏檢。

2.4 探傷車自動(dòng)化程度高

探傷車完全通過計(jì)算機(jī)控制，其利用多組不同角度的超聲波入射鋼軌后的反射回波來檢測(cè)鋼軌內(nèi)部是否存在傷損，對(duì)檢測(cè)信息進(jìn)行數(shù)字化處理，傷損檢測(cè)、傷損識(shí)別功能強(qiáng)。

2.5 探傷車穩(wěn)定性好，受人為因素影響小

探傷車因?yàn)椴捎昧讼冗M(jìn)的檢測(cè)系統(tǒng)，在系統(tǒng)穩(wěn)定、數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)、傷損識(shí)別與分析等方面具有較大的優(yōu)勢(shì)；而人工探傷儀在操作過程中與持儀人的技能水平、責(zé)任心、精神狀態(tài)、照明狀況等息息相關(guān)，受人為因素影響相對(duì)較大。

2.6 探傷車大幅節(jié)約人力成本

人工探傷儀作業(yè)方式需要投入大量的人力，而探傷車因檢測(cè)速度快，效率高，可以節(jié)省較多的人力。

3 探傷車存在的不足

盡管探傷車與人工探傷儀相比有著顯著的優(yōu)勢(shì)，更加適合鋼軌探傷工作的需要，但就目前鋼軌探傷車整體結(jié)構(gòu)和技術(shù)性能而言，仍有以下幾個(gè)方面的不足。

3.1 對(duì)道岔區(qū)域、小半徑曲線磨耗嚴(yán)重地段，探傷車的檢測(cè)數(shù)據(jù)會(huì)失效。探傷車自動(dòng)對(duì)中系統(tǒng)是通過對(duì)中傳感器精確檢測(cè)探輪位置偏差，自動(dòng)對(duì)基準(zhǔn)進(jìn)行補(bǔ)償，調(diào)整探輪位置；當(dāng)激光線的位置在道岔、接頭夾板、側(cè)磨嚴(yán)重區(qū)段等非標(biāo)準(zhǔn)軌型區(qū)域時(shí)，會(huì)顯示傳感器數(shù)據(jù)失效，無法得到真實(shí)的檢測(cè)數(shù)據(jù)；另外地鐵道岔普遍采用高錳鋼整鑄道岔，由于其特殊的晶粒構(gòu)造，用超聲波無法對(duì)其進(jìn)行有效探傷，導(dǎo)致探傷車無法進(jìn)行有效檢測(cè)，通常認(rèn)為探傷車在道岔區(qū)域的檢測(cè)數(shù)據(jù)為無效數(shù)據(jù)；

3.2 探傷車靈活性差，探傷后需要人工復(fù)核。探傷車的探傷檢測(cè)屬于定性檢測(cè)，鋼軌自身的狀態(tài)對(duì)探傷車檢測(cè)結(jié)果有一定影響。正因?yàn)樘絺囲`敏度高，只要超聲波有一定程度的異常反射，均判定為傷損，如軌面狀態(tài)差（如銹跡、紙片等雜物）、軌底銹蝕、軌端面錯(cuò)牙、螺孔變形或位置偏移等均會(huì)判為傷損；在探傷車操作人員回放分析后，對(duì)識(shí)別出可疑的傷損，需要人工探傷儀進(jìn)行定性定量確認(rèn)。

3.3 探傷車對(duì)于地鐵輔助線和車輛段線路檢測(cè)效率低。由于輔助線和車輛段線路現(xiàn)場(chǎng)道岔較多、路況復(fù)雜，用探傷車探傷往往效率會(huì)大幅度降低，通常這部分線路的探傷由人工探傷儀完成。

4 鋼軌探傷管理模式探討

4.1 探傷車作業(yè)時(shí)間方面

根據(jù)廣州地鐵行車密度高以及運(yùn)營結(jié)束后各專業(yè)對(duì)天窗檢修時(shí)間需求大的特點(diǎn)，建議采用連續(xù)式檢測(cè)做法，可考慮采取網(wǎng)軌檢測(cè)車和鋼軌探傷車聯(lián)掛編組檢測(cè)方式，聯(lián)掛檢測(cè)速度可采用30km/h～60km/h， 1個(gè)夜間檢測(cè)作業(yè)可完成1條線路的任務(wù)，這樣既可以減少檢測(cè)車出行對(duì)夜間各專業(yè)人工檢修天窗的占用，又可以提高檢測(cè)效率。

4.2 探傷車和人工探傷儀的分工

根據(jù)探傷車和人工探傷儀的優(yōu)缺點(diǎn)，兩者應(yīng)該是一個(gè)互相補(bǔ)充的關(guān)系。正線探傷以探傷車為主，探傷儀為輔；岔區(qū)、輔助線、車輛段、焊縫全斷面探傷以及對(duì)探傷車發(fā)現(xiàn)的可疑傷損復(fù)核則由人工探傷儀完成。

4.3 探傷周期方面

目前廣州地鐵主要是利用人工探傷儀探傷，正線（含道岔）為每月一遍，車輛段線路為每季一遍。隨著探傷車人員培訓(xùn)和經(jīng)驗(yàn)的不斷積累，可考慮用探傷車對(duì)你每條線每月一次進(jìn)行探傷檢測(cè)，對(duì)可疑傷損交由人工探傷儀進(jìn)行復(fù)核；隨著人工復(fù)核工作量的增加，可將正線和車輛段線路探傷周期進(jìn)行調(diào)整，而對(duì)于探傷車的薄弱地點(diǎn)，如正線道岔區(qū)域、輔助線仍可由人工每月探傷一遍。

4.4 探傷組織架構(gòu)方面

目前廣州地鐵探傷車和人工探傷儀是歸屬不同的部門進(jìn)行管理，從探傷工作安排的統(tǒng)一性、復(fù)核的及時(shí)性、有效性等方面來看，并結(jié)合國內(nèi)絕大多數(shù)同行的做法，可考慮將探傷車和探傷儀進(jìn)行統(tǒng)一管理。

5 結(jié)束語

探傷車是一種自動(dòng)化程度和檢測(cè)效率高的探傷設(shè)備，對(duì)于廣州地鐵還是新鮮事物，需要借鑒國內(nèi)同行已有的經(jīng)驗(yàn)，并通過不斷摸索積累經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)一步提高探傷檢測(cè)質(zhì)量，提高探傷車的運(yùn)用水平，盡快形成以探傷車為主、探傷儀為輔的二級(jí)網(wǎng)絡(luò)探傷模式，以滿足廣州地鐵不斷發(fā)展的需要。

【參考文獻(xiàn)】

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