铁路线路维修检测中钢轨探伤技术的应用

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  摘 要:我国铁路已经进入高铁时代,快速度、大运量给线路维修检测提出了更高的要求。由于高铁速度快、运输量大,在检修线路的过程中,要求有更好的检测技术。而钢轨探伤具有灵敏度高、无损伤、反应灵敏等方面的优点,在铁路检测中得到了广泛的运用。
  关键词:铁路线路;维修检测;钢轨探伤技术
  目前,我国铁路已经进入了新的发展时代,由于铁路的运输量大,线路负荷高,会极大的影响线路的安全,而钢轨探伤技术可以及时发现钢轨内部的损伤情况,有效避免钢轨脱轨的情况出现,保证了铁路运输的安全。
  一、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。在铁路线路中,钢轨的接头是最重要的环节,和其他位置相比,钢轨接头受到的最大惯性力更多[2]。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。
  二、钢轨探伤技术在铁路线路维修检测中的应用
  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[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、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。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。
  4、基于钢轨螺旋裂纹的探测。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。对轨道腰部斜裂纹进行检测时,因裂纹位于螺孔后面,距离比较远,很容易看错。此时可以采用0°探头对裂痕进行检测,查看孔波间有没有底波出现,若有则证明轨道腰部出现裂纹,需要及时进行检修,以确保铁路轨道安全。
  结语
  总之,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,以确保铁路轨道安全。
  参考文献
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