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[摘 要]使用钢轨探伤技术有效的保证了铁路的安全运行，避免了安全事故的产生。除此以外，要将检查作为重点，相关的管理人员在提高探伤管理的同时，要定期对轨道进行检查，建立完善的检查制度，时刻保证钢轨处于安全状态中。
[关键词]钢轨探伤技术；铁路线路；维修检测；应用
中图分类号：S172 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）16-0238-01
1 钢轨探伤简介
钢轨探伤主要是利用超声波对钢轨进行检测，当超声波从一个介质传送到另一个介质时，在介质的分界面上会有能量返回到原介质中。这种超声波又叫做反射波。还有一部分能量会从界面穿过，并进入到另一种介质中，这种超声波又叫透射波。通过低超声波的折射和反射规律进行分析，找出钢轨内部出现损伤的位置，如图1所示。
2 钢轨损伤的主要原因及钢轨探伤的重要性
从超声波钢轨探伤技术方面来说，可以将钢轨伤损类型分成钢轨接头位置的垂直裂缝、钢轨纵向水平裂纹、轨底裂纹三种类型。导致钢轨出现损伤的主要原因是钢轨在使用或制作的过程中，存在一定的缺陷，在受到外力后，产生的应力会集中在一起，导致钢轨疲劳，出现裂缝。如果钢轨在生产的过程中，没有将夹杂、缩孔、偏析等缺陷切除，就会导致片状缺陷残留在轨腰、轨头和轨底中，并出现垂直或水平状态的裂纹。而使用钢轨探伤技术检测铁路的线路，在发现内部损伤后，要在断裂之前对钢轨进行更换，防止火车轨道脱轨。
3 钢轨探伤技术在铁路线路维修检测中的应用
3.1 基于轨底部位的钢轨探伤技术
3.1.1 探测和定位
在对轨底部位进行损伤探测时，主要使用0°探头对钢轨的水平裂缝进行检测。在进行探伤时，从晶片发射出的纵波会从轨头经过轨腰来到轨道底部，在轨底界面反射后，另一个晶片会对反射信号进行接收，往返声程是轨道的两倍，当钢轨中有斜裂纹和纵向裂纹出现时，就会阻断超声波的接收和发射，出现“失底波报警”的情况，在底波和基线0位将水平裂纹回波显示出来。然后可以根据回波显示的刻度和探测场程对刻度进行定位，对轨面和裂纹之间深度进行判断，并根据出现报警时探讨的位移情况，对裂纹的长度进行测量。
3.1.2 探测时的注意事项
1）由于轨道水平裂纹会显示出多次反射的情况，在定位时，要以首次回波为准。
2）由于仪器会受到附近阻塞的影响，在轨道表面显示出的回波刻度和实际裂纹的深度是不一样的。
3）当轨道水平裂纹超出轨道高度一半以上时，二次反射波会刚好落到底波小方门中，要注意找出底波位置和二次反射波之间的差异性，并根据腰轨对变形螺孔的顶面和单侧水平裂纹的二次反射进行辨别。
4）由于焊头接头以下的水平裂纹，会从焊筋的外部向内部进行扩展，因此要根据断口情况对裂纹的扩展规律进行分析，使用手工和仪器相互结合的方法进行监视和检查。
3.2 钢轨探伤技术的注意事项
钢轨探伤技术在使用时，要注意以下四点。①钢轨探伤技术，在对轨道水平波纹进行检测时，会出现多次反射的现象，因此在定位时，要注意以首次回波为准。②钢轨探伤技术使用的仪器，会受到附近影响因素的阻碍，导致在轨道表面显示的回波刻度，与在实际现实的裂纹深度不一致。③钢轨探伤技术，当轨道的水平裂痕高出轨道高度一倍以上时，二次反射波会正好落在底波小方门中，这时需要主动找出，二次反射波与底波之间的差别性，并对二者进行辨别，根据腰轨对变形螺孔的顶面与单侧水平裂纹。④钢轨探伤技术，焊头与接头以下的水平裂痕，会从焊筋的外部向内部延伸，所以需要对裂痕的扩展规律进行分析，利用断口的情况作为分析依据，再利用仪器与手工测量的方法进行监督与检测，从而判断水平裂痕的发展方向。
3.3 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°的夾角，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。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。常见的回波鉴定方式有以下三种。
①当钢轨头部生锈时，会出现短促、简短的报警声，并显示一次波与二次波交替的位置，移动跳跃波会消失。在使用砂纸对钢轨颚部进行打磨时，跳跃波会消失。此时降低增益可以达到控制跳跃波的目的，有效降低颚部对报警的干扰。②若钢轨种类发生变化，轨头宽度出现差异，曲线被磨损。可以利用探测探头对旋孔与探头间的距离进行测算，对探头的位置调整，直到螺旋反射波消失。③当探头与板头间距在85cm左右，会发生报警，这种现象会导致回波，利用探头的横向位置移动方法，可以对该现象进行检测。
3.4 基于钢轨螺旋裂纹的探测
在对钢轨螺纹裂缝进行探测时，主要使用37°探头发射的超声波进行探伤，此外使用这种探头还可以对轨道底部的横向裂纹、特殊位置的水平裂纹和轨道腰部的斜裂纹进行探伤。在探测的过程中，为了可以对所有类型的螺孔裂纹进行探伤，在每个探伤仪上都配置了两个37°的探头，其中后置探头为37°+0°的组合探头，前置探头为37°单探头，不同的探头探测的方向也是不同的。在探测的过程中，可以将螺孔划分成四个象限，每一个象限都有可能出现螺孔裂纹的情况，根据探测的方向来说，后置探头可以发现二号象限和三号象限的水平裂纹以及一号象限和三号象限的斜裂纹，前置探头可以发现一号象限和四号象限的水平裂纹以及二号象限和四号象限的斜裂纹。在前置探头对象限一和象限四的水平裂纹进行探测时，螺孔四周的裂纹会组成反射角，并将螺孔水平裂纹波显示出来，由于裂纹波和螺孔波距离比较近，会出现同时显示的情况。
在探伤的过程中，当前置探头遇到向上裂纹时，由于裂纹处于螺孔的前方，因此会先将螺孔波显示出来，然后再将裂纹波显示出来，当螺孔顶面超出向上裂纹的高度时，那么伤波会在螺孔的范围中显示出来，当向上裂纹比较长，且超出了螺孔的顶部时，裂纹的回波会超出螺孔波显示的范围，在裂纹不断延长的情况下，回波也会逐渐靠近0刻度。当前置探头遇到第四象限的向下裂纹时，由于裂纹位于螺孔的后部，声程比较远，因此会先将螺孔裂纹波显示出来，然后将螺孔波显示出来，而且孔波和伤波之间的距离比较远。
当遇到轨腰斜裂纹时，由于射入波的方向和裂纹的方向相垂直，因此，当显示的回波和基线0刻度比较远的时候，裂纹的位置就比较深，裂纹的长度也比较大，回波产生的位移也比较大，可以结合0°探头进行综合判断。此外，由于对轨道腰部的斜裂纹进行探测时，很容易将其看成螺纹斜裂纹，对于这种情况，可以使用0°探头对裂纹进行观察，查看孔波间有没有底波显示的情况出现。
结束语
随着我国经济增长，铁路的发展规模逐渐扩大，为国民的出行带来方便。论文针对钢轨探伤技术在铁路线路维修检测中的应用进行研究，论述了钢轨探伤技术的概念，钢轨探伤技术在铁路线路维修检测中的重要性，以及钢轨探伤技术在铁路线路维修检测中的应用。
参考文献
[1] 高伟.电磁层析钢轨探伤传感平台随动控制系统研制[D].北京交通大学，2017.
[2] 邵峰.轨道集团自主研发钢轨探伤管理系统达国际先进水平[J].中国设备工程，2017，14：5.
[3] 徐其瑞，石永生，熊龙辉，王平.基于大型钢轨探伤车的顶面伤损漏磁检测技术研究[J].中国铁路，2017，10：39-44.
[关键词]钢轨探伤技术；铁路线路；维修检测；应用
中图分类号：S172 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）16-0238-01
1 钢轨探伤简介
钢轨探伤主要是利用超声波对钢轨进行检测，当超声波从一个介质传送到另一个介质时，在介质的分界面上会有能量返回到原介质中。这种超声波又叫做反射波。还有一部分能量会从界面穿过，并进入到另一种介质中，这种超声波又叫透射波。通过低超声波的折射和反射规律进行分析，找出钢轨内部出现损伤的位置，如图1所示。
2 钢轨损伤的主要原因及钢轨探伤的重要性
从超声波钢轨探伤技术方面来说，可以将钢轨伤损类型分成钢轨接头位置的垂直裂缝、钢轨纵向水平裂纹、轨底裂纹三种类型。导致钢轨出现损伤的主要原因是钢轨在使用或制作的过程中，存在一定的缺陷，在受到外力后，产生的应力会集中在一起，导致钢轨疲劳，出现裂缝。如果钢轨在生产的过程中，没有将夹杂、缩孔、偏析等缺陷切除，就会导致片状缺陷残留在轨腰、轨头和轨底中，并出现垂直或水平状态的裂纹。而使用钢轨探伤技术检测铁路的线路，在发现内部损伤后，要在断裂之前对钢轨进行更换，防止火车轨道脱轨。
3 钢轨探伤技术在铁路线路维修检测中的应用
3.1 基于轨底部位的钢轨探伤技术
3.1.1 探测和定位
在对轨底部位进行损伤探测时，主要使用0°探头对钢轨的水平裂缝进行检测。在进行探伤时，从晶片发射出的纵波会从轨头经过轨腰来到轨道底部，在轨底界面反射后，另一个晶片会对反射信号进行接收，往返声程是轨道的两倍，当钢轨中有斜裂纹和纵向裂纹出现时，就会阻断超声波的接收和发射，出现“失底波报警”的情况，在底波和基线0位将水平裂纹回波显示出来。然后可以根据回波显示的刻度和探测场程对刻度进行定位，对轨面和裂纹之间深度进行判断，并根据出现报警时探讨的位移情况，对裂纹的长度进行测量。
3.1.2 探测时的注意事项
1）由于轨道水平裂纹会显示出多次反射的情况，在定位时，要以首次回波为准。
2）由于仪器会受到附近阻塞的影响，在轨道表面显示出的回波刻度和实际裂纹的深度是不一样的。
3）当轨道水平裂纹超出轨道高度一半以上时，二次反射波会刚好落到底波小方门中，要注意找出底波位置和二次反射波之间的差异性，并根据腰轨对变形螺孔的顶面和单侧水平裂纹的二次反射进行辨别。
4）由于焊头接头以下的水平裂纹，会从焊筋的外部向内部进行扩展，因此要根据断口情况对裂纹的扩展规律进行分析，使用手工和仪器相互结合的方法进行监视和检查。
3.2 钢轨探伤技术的注意事项
钢轨探伤技术在使用时，要注意以下四点。①钢轨探伤技术，在对轨道水平波纹进行检测时，会出现多次反射的现象，因此在定位时，要注意以首次回波为准。②钢轨探伤技术使用的仪器，会受到附近影响因素的阻碍，导致在轨道表面显示的回波刻度，与在实际现实的裂纹深度不一致。③钢轨探伤技术，当轨道的水平裂痕高出轨道高度一倍以上时，二次反射波会正好落在底波小方门中，这时需要主动找出，二次反射波与底波之间的差别性，并对二者进行辨别，根据腰轨对变形螺孔的顶面与单侧水平裂纹。④钢轨探伤技术，焊头与接头以下的水平裂痕，会从焊筋的外部向内部延伸，所以需要对裂痕的扩展规律进行分析，利用断口的情况作为分析依据，再利用仪器与手工测量的方法进行监督与检测，从而判断水平裂痕的发展方向。
3.3 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°的夾角，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。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。常见的回波鉴定方式有以下三种。
①当钢轨头部生锈时，会出现短促、简短的报警声，并显示一次波与二次波交替的位置，移动跳跃波会消失。在使用砂纸对钢轨颚部进行打磨时，跳跃波会消失。此时降低增益可以达到控制跳跃波的目的，有效降低颚部对报警的干扰。②若钢轨种类发生变化，轨头宽度出现差异，曲线被磨损。可以利用探测探头对旋孔与探头间的距离进行测算，对探头的位置调整，直到螺旋反射波消失。③当探头与板头间距在85cm左右，会发生报警，这种现象会导致回波，利用探头的横向位置移动方法，可以对该现象进行检测。
3.4 基于钢轨螺旋裂纹的探测
在对钢轨螺纹裂缝进行探测时，主要使用37°探头发射的超声波进行探伤，此外使用这种探头还可以对轨道底部的横向裂纹、特殊位置的水平裂纹和轨道腰部的斜裂纹进行探伤。在探测的过程中，为了可以对所有类型的螺孔裂纹进行探伤，在每个探伤仪上都配置了两个37°的探头，其中后置探头为37°+0°的组合探头，前置探头为37°单探头，不同的探头探测的方向也是不同的。在探测的过程中，可以将螺孔划分成四个象限，每一个象限都有可能出现螺孔裂纹的情况，根据探测的方向来说，后置探头可以发现二号象限和三号象限的水平裂纹以及一号象限和三号象限的斜裂纹，前置探头可以发现一号象限和四号象限的水平裂纹以及二号象限和四号象限的斜裂纹。在前置探头对象限一和象限四的水平裂纹进行探测时，螺孔四周的裂纹会组成反射角，并将螺孔水平裂纹波显示出来，由于裂纹波和螺孔波距离比较近，会出现同时显示的情况。
在探伤的过程中，当前置探头遇到向上裂纹时，由于裂纹处于螺孔的前方，因此会先将螺孔波显示出来，然后再将裂纹波显示出来，当螺孔顶面超出向上裂纹的高度时，那么伤波会在螺孔的范围中显示出来，当向上裂纹比较长，且超出了螺孔的顶部时，裂纹的回波会超出螺孔波显示的范围，在裂纹不断延长的情况下，回波也会逐渐靠近0刻度。当前置探头遇到第四象限的向下裂纹时，由于裂纹位于螺孔的后部，声程比较远，因此会先将螺孔裂纹波显示出来，然后将螺孔波显示出来，而且孔波和伤波之间的距离比较远。
当遇到轨腰斜裂纹时，由于射入波的方向和裂纹的方向相垂直，因此，当显示的回波和基线0刻度比较远的时候，裂纹的位置就比较深，裂纹的长度也比较大，回波产生的位移也比较大，可以结合0°探头进行综合判断。此外，由于对轨道腰部的斜裂纹进行探测时，很容易将其看成螺纹斜裂纹，对于这种情况，可以使用0°探头对裂纹进行观察，查看孔波间有没有底波显示的情况出现。
结束语
随着我国经济增长，铁路的发展规模逐渐扩大，为国民的出行带来方便。论文针对钢轨探伤技术在铁路线路维修检测中的应用进行研究，论述了钢轨探伤技术的概念，钢轨探伤技术在铁路线路维修检测中的重要性，以及钢轨探伤技术在铁路线路维修检测中的应用。
参考文献
[1] 高伟.电磁层析钢轨探伤传感平台随动控制系统研制[D].北京交通大学，2017.
[2] 邵峰.轨道集团自主研发钢轨探伤管理系统达国际先进水平[J].中国设备工程，2017，14：5.
[3] 徐其瑞，石永生，熊龙辉，王平.基于大型钢轨探伤车的顶面伤损漏磁检测技术研究[J].中国铁路，2017，10：39-44.