摘要：钢轨探伤技术，主要是采用超声波原理，对钢轨进行检测。当超声波从介质传向另一介质时，在介质的分界面上，会有部分能量重新传递回原来介质，此种超声波叫作反射波。此时，还有部分能量会从界面穿过，传到另一媒介中，这种超声波叫作透射波。可以通过对低超声波折射与反射的分析，确定钢轨出现故障的位置，基于此，本文主要对铁路探伤技术及设备应用方法进行分析探讨。
关键词：铁路探伤技术；设备应用；方法研究
1、前言
随着交通事业快速发展，铁路探伤技术应用更加普及化，为保证铁路交通系统安全起到了关键性作用。面对早期铁路探伤模式存在的不足，要倡导新技术、新设备的综合应用，才能实现设备与功能的一体化发展。
2、钢轨探伤技术在铁路线路维修检测中的重要性
钢轨探伤技术，从超声波钢轨探伤技术出发，可以将钢轨探伤分为，钢轨接头位置垂直裂缝、钢轨纵向水平裂纹、轨底裂纹等。铁路钢轨在制作与使用过程中存在缺陷，是导致钢轨出现故障的主要原因。钢轨在受到一定的外力作用之后，会产生集中起来的阻力，对钢轨身体造成损害，使得钢轨身体出现裂痕。钢轨的接头是故障高发部位，在铁路使用过程中，钢轨接头与其他部位连接，因此受到的作用力大于其他部位，容易断裂破损。钢轨在生产过程中出现漏洞，未将缩孔、夹杂、偏析等缺陷进行特殊处理，从而造成轨道头部、轨道腰部、轨道底部出现片状缺点，发生轨道垂直与水平状态出现裂纹的现象。铁路的线路在检修时，多采用钢轨探伤技术，检测出故障之后，为防止钢轨断裂，要进行钢轨更换，避免钢轨断裂导致火车发生危险。
3、铁路探伤设备及方法
钢轨探伤车是装有检测轨道上，钢轨伤损设备的专用车辆或专用列车。按钢轨探伤车检测原理可分为电磁钢轨探伤车和超声波钢轨探伤车两类。当前，钢轨探伤车是铁路项目改造常用设备，用其可准确掌握铁路系统运行状态，及时发现钢轨、车辆等潜在的安全隐患。
（1）电磁钢轨探伤车。是根据非接触通磁法检测钢轨伤损的，其最佳检测速度为每小时30～70km（最高可达100km）这种车辆不能检测钢轨腰部和钢轨接头附近的钢轨伤损。检测核伤的最佳灵敏度仅为轨头断面积的20～25%，所以已逐步被超声波钢轨探伤车所代替。
（2）超声波钢轨探伤车。这种车辆利用超声波法进行钢轨伤损探测，能够探测钢轨的轨头和轨腰范围的疲劳缺陷和焊接缺陷，有的还能检测擦伤、轨头压溃和波浪形磨耗，以及轨底锈蚀和月牙掉块。这种车辆装有自动记录设备，能把钢轨伤损信号、里程信号和线路特征信号等记录在同一纸带或胶片上。根据记录可分析确定伤损的大小和在钢轨内的位置，也可确定伤损所在的线路里程。
4、钢轨探伤车技术应用要点
工程计划是合理准备和应用资源的依据。计划控制主要依据为探伤进度计划和探伤进度表，本工程主要依据业主总工期的要求实施本工程范围内的工作内容，根据该探伤计划进行相应的资源投入和后继进度计划的调整，以保证在预计的工期内完成铁路探伤工作指标。对于铁路探伤来说，必须强化治疗管理目标，对关键性项目、部位，新技术的推广项目和部位，应反复、细致地向班组工人进行交底，必要时应作文字交底、样板交底和示范操作交底。
（1）技术管理体系。技术管理。加强技术管理，认真贯彻各项技术管理制度落实各级人员岗位责任制，做好技术交底，结合国际质量标准开展计划、实施、检查、处理的全面质量管理活动，做好试验、检测和工程的预检、复检及隐蔽工作，认真进行工程质量检验及评定，做好技术档案管理工作。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆例如，桩基础探伤中，严格按照工程标准拟定方案，确保桩基础安装与探伤达到标准要求。此外，健全技术交底制度，实行分级交底。由工程项目指挥或项目经理向各职能组和探伤队负责人及有关职能人员进行技术交底，明确关键性的探伤技术问题，主要项目的探伤工艺以及对特殊工程的技术、材料提出试验项目、技术要求和注意事项等。
（2）质量责任制度。实行班组、探伤员及项目经理三级工程质量负责制。对各分部分项工程，由班组长自检，探伤员初检及项目负责人复检。严格控制按下列程序进行先是检查和隐蔽验收，以确保工程质量。探伤队由探伤队队长负责向探伤员、技术员、质安员以及班组长进行图纸、探伤方法、技术措施、操作要求等方面的技术交底。贯彻落实上级技术领导的要求，并指导班组明确关键部位的质量要求、操作要点及注意事项；制订保证质量、安全的技术措施，协作探伤的配合和完成任务的计划安排。
（3）设备管理制度。用于探伤的原材料、成品、半成品、设备等，必须由供应部门提出合格证明文件。对没有证明文件或虽有证明文件但技术或质量管理、试验部门认为有必要复验的材料，在使用前必须进行抽查、复验、证明合格后才能使用。加强对设备和探伤机械的检查，试验和试运转工作。设备运到现场后，安装前必须按有关技术规范、规程进行检查验收，做好记录。可利用计算机系统构建虚拟调试平台，确保铁路探伤项目结构达到预定标准，才能启动系统进行调试分析。
5、钢轨探伤技术在铁路线路维修检测中的应用
5.1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。
5.2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。
5.3基于钢轨螺孔裂纹的探测
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。
6、结语
总之，铁路探伤是一项复杂的工艺流程，探伤设备使用期间要注意标准化、安全化、一体化等原则，才能进一步提升探伤作业效率。钢轨探伤车是常用设备之一，对发现轨道设备隐患具有重要意义。对于探伤中发现的问题，要及时安排人员参与处理，以免轨道损伤对列车运行造成的安全隐患。
参考文献
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[2]陶竑宇，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.
论文作者:李登科
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第24期
论文发表时间:2018/12/12
标签：钢轨论文; 裂纹论文; 技术论文; 铁路论文; 轨道论文; 伤损论文; 超声波论文; 《建筑学研究前沿》2018年第24期论文;