鐵路線路維修檢測(cè)中鋼軌探傷技術(shù)的應(yīng)用

劉富廣

摘 要：我國(guó)鐵路已經(jīng)進(jìn)入高鐵時(shí)代，快速度、大運(yùn)量給線路維修檢測(cè)提出了更高的要求。由于高鐵速度快、運(yùn)輸量大，在檢修線路的過程中，要求有更好的檢測(cè)技術(shù)。而鋼軌探傷具有靈敏度高、無損傷、反應(yīng)靈敏等方面的優(yōu)點(diǎn)，在鐵路檢測(cè)中得到了廣泛的運(yùn)用。

關(guān)鍵詞：鐵路線路;維修檢測(cè);鋼軌探傷技術(shù)

目前，我國(guó)鐵路已經(jīng)進(jìn)入了新的發(fā)展時(shí)代，由于鐵路的運(yùn)輸量大，線路負(fù)荷高，會(huì)極大的影響線路的安全，而鋼軌探傷技術(shù)可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)鋼軌內(nèi)部的損傷情況，有效避免鋼軌脫軌的情況出現(xiàn)，保證了鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩?/p>

一、鋼軌損傷的主要原因及鋼軌探傷的重要性

從超聲波鋼軌探傷技術(shù)方面來說，可以將鋼軌傷損類型分成鋼軌接頭位置的垂直裂縫、鋼軌縱向水平裂紋、軌底裂紋三種類型。導(dǎo)致鋼軌出現(xiàn)損傷的主要原因是鋼軌在使用或制作的過程中，存在一定的缺陷，在受到外力后，產(chǎn)生的應(yīng)力會(huì)集中在一起，導(dǎo)致鋼軌疲勞，出現(xiàn)裂縫。在鐵路線路中，鋼軌的接頭是最重要的環(huán)節(jié)，和其他位置相比，鋼軌接頭受到的最大慣性力更多[2]。如果鋼軌在生產(chǎn)的過程中，沒有將夾雜、縮孔、偏析等缺陷切除，就會(huì)導(dǎo)致片狀缺陷殘留在軌腰、軌頭和軌底中，并出現(xiàn)垂直或水平狀態(tài)的裂紋。而使用鋼軌探傷技術(shù)檢測(cè)鐵路的線路，在發(fā)現(xiàn)內(nèi)部損傷后，要在斷裂之前對(duì)鋼軌進(jìn)行更換，防止火車軌道脫軌。

二、鋼軌探傷技術(shù)在鐵路線路維修檢測(cè)中的應(yīng)用

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。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]。

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、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來，從而顯示出各個(gè)部位的探傷。在鋼軌頭部完好無損的情況下，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?；诨夭ǖ娘@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?？梢岳锰綔y(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)。

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。

結(jié)語

總之，使用鋼軌探傷技術(shù)有效的保證了鐵路的安全運(yùn)行，避免了安全事故的產(chǎn)生。除此以外，要將檢查作為重點(diǎn)，相關(guān)的管理人員在提高探傷管理的同時(shí)，要定期對(duì)軌道進(jìn)行檢查，建立完善的檢查制度，以確保鐵路軌道安全。

參考文獻(xiàn)

[1]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.

[2]陶竑宇，宋太平.關(guān)于鐵路工務(wù)鋼軌探傷工作的探討[J].同煤科技，2016，34（3）：25-26.

[3]高運(yùn)來，王平，田貴云，郝思思，熊龍輝.基于電磁原理的鋼軌裂紋高速在線巡檢方法[J].無損檢測(cè)，2017，35（12）：1-11.

[4]寇東華，徐遠(yuǎn)中，袁中華.鋼軌打磨量的求取方法[J].鐵路技術(shù)創(chuàng)新，2016，12（1）：33.

[5]李京蔚，袁中華，華長(zhǎng)權(quán)，熊伶俐.鋼軌截面曲線圓弧圓心精確求取方法[J].鐵路技術(shù)創(chuàng)新，2016，12（1）：34.