钢轨超声波探伤技术及设备介绍(090206)

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1、钢轨超声波探伤技术及设备情况介绍钢轨伤损产生原因及探伤的必要性在铁路运输系统中，钢轨起着支撑列车的作用。列车在加速和制动过程中以及通过钢轨接缝、弯道、和道岔时，对钢轨造成摩擦、挤压、弯曲和冲击作用。在这些应力反复作用下，连同气候因素如温度变化，雨雪冰霜以及消除它们所需的盐、砂和除冰剂等，钢轨极易产生疲劳裂纹和腐蚀。裂纹和腐蚀一旦产生就可能快速扩展，从而造成钢轨折断等重大恶性事故。原因及探伤必要性（续）由干钢轨在使用过程中会因应力的作用而产生各种疲劳缺陷，这些疲劳缺陷如不及时检出，会造成钢轨折断以致引起列车颠覆、中断交通等恶性事故，因而各国对钢轨

2、探伤都十分重视，不惜投入大量人力、物力，对在役钢轨进行定期检验，以便及早发现疲劳伤损，防止断轨，确保安全。钢轨伤损是轨道交通中一个比较突出的问题,它与行车安全、运输成本、钢材选用和设计制造都有着密切的关系。钢轨伤损根据伤损程度可分为轻伤、轻伤在发展、重伤和断轨。原因及探伤必要性（续）我国铁路正在向高速、重载的方向发展。超期服役的钢轨数量很大，线路上的钢轨在承担繁重的运输任务过程中，不可避免要产生各种损伤。因此，进行钢轨内部的探伤对于保证铁路的正常运行具有举足轻重的作用。超声波探伤超声波探伤是国内外钢轨探伤的主要探伤方法。伴随着对超声波技术的研究

3、，使得对钢轨内部探伤成为可能。超声波无损探伤技术是上世纪50年代发展起来的一种探伤方法。同时，计算机技术、数字信号处理技术以及集成电路技术的迅速发展，促进了超声波在无损探伤中的广泛应用。钢轨超声波探伤设备主要有二种：大型探伤车小型探伤仪钢轨探伤特点钢轨超声波探伤与其他一般工件探伤不同，具有自己的特点：钢轨不像其他一般工件那样可以移动，因此必须移动探伤设备进行探伤；钢轨探伤不能像其他探伤那样可以选择探测面，一般只能从钢轨踏面进行探伤；钢轨形状比较复杂，具有轨头、轨腰、轨底，单探头不能覆盖钢轨整个横断面，因此需要不同角度的探头同时探测钢轨的不同部位

4、。国外钢轨探伤情况国外钢轨探伤部门与铁路部门一般是分离的，也就是说探伤部门和铁路部门分属于不同的公司，铁路部门把探伤工作以合同形式委托给探伤公司，铁路部门只负责提供必要的探伤条件，探伤公司则要根据铁路部门的要求定期对钢轨进行检验。这种做法的优点是责任明确，工作上避免人为干扰，铁路部门可以不必配备大量探伤人员和设备，而探伤部门则可按照探伤工作的固有规律开展工作、履行职责。这样打破了探伤技术和设备的部门所有，有利干发挥探伤人员的积极性，真正做到人尽其才，物尽其用，在激烈的市场竞争中迫使探伤部门不断完善更新自己的探伤设备和提高探伤人员的素质，有利干无

5、损检测技术的发展和探伤技术水平的提高。国外钢轨探伤情况（续）国外钢轨探伤主要使用大型探伤车，小型设备一般只用来复查大型探伤车的检验结果。目前探伤车的探伤速度大多在20~50km/h左右，较高一些的可达40~80km/h。探伤车的工作方式多为停顿式，即探伤时线路是封闭的。发现伤损马上停下来手工复查，一旦确认立即换轨，这一点我国目前还很难做到。国内钢轨探伤情况由于我国运输繁忙，车流密度大，探伤作业没能固定时间，大型设备难以使用，因此钢轨探伤至今仍以小车为主，这点与国外大不相同。我国的探伤小车一般具有多个通道，可以携带多种探头同时工作，有声光报警指示

6、，可以利用列车行进的间隙上道检查，实践证明这是一种比较符合我国国情的高效率、低消耗的探伤设备。尽管我国近几年进口了多台大型钢轨探伤车，但由于其探伤速度仅为40~80km/h，难以在正线线路上使用，因而至今仍未发挥正常作用，在今后相当长的时间内，我国这种以小车为主的探伤格局将很难改变。国内钢轨探伤情况（续）我国钢轨探伤的基本特点是任务重、要求严和条件差，这与我国有缝线路多，钢轨质量差，车流密度大，钢轨损伤快直接有关，长期以来，铁路运输安全基本上是用提高探伤灵敏度和增加探伤次数的方法来实现的。探伤工作中存在的问题目前广泛使用的手推式钢轨探伤仪的探伤

7、方法是：仪器发出报警声音后，探伤工根据显示的波形判别伤损。在钢轨探伤作业中，探伤的质量与探伤工作人员的经验、技术素质和精神状态有着密切关系，同时，也与探伤仪沿着钢轨推行的速度有着密切的关系，在探伤仪推进速度过快的情况下，由于探伤工作人员受大脑反应速度的限制，对一些伤损波形来不及观察和判别，造成伤损的漏检，同时，探伤的准确性随探伤仪的运行速度提高而降低。探伤工作中存在的问题（续）在探伤工作中，还存在个别这样的情况：探伤班组不按规定的周期检查钢轨，在探伤工作中走近路造成个别区段的钢轨没有得到检查，或者以超过允许的速度进行探伤，都会造成钢轨伤损的漏检

8、，给行车安全带来隐患。使用模拟式探伤仪进行探伤作业时,操作人员需要根据仪器上的超声波回波信号进行判断和手工记录,检测的准确性和可靠性受人为因素影响很大