钢轨探伤论文

【摘要】

无损检测是一门综合性的应用科学技术,它是在不改变或不影响被检对象使用性能的前提下,检验和分析材料,零件和构件的一种非破坏检测方法。无损检查是提高产品质量,确保安全的重要手段.钢轨探伤仪具有特殊的技术条件,环境适应性强工作湿度范围在-20°C—-50°C。有五个通道，五条基线，可同时用五只探头对钢轨作全面探测。其中上方二条基线的回波向上，下方三条基线的回波向下，有利于分辨各类不同的伤损。每个通道都有独立的粗衰减器，细衰减器和培益旋钮，调节方便，互不牵。牵每台仪器共设置5只探头前后37°探头，前后50°探头和一个0°探头，前后37°探头和前后50°探头是利用横波进行探行，而0°探头是利用纵波进行探伤的。三种不同的探头都具有不同的报警声道和声音。在超声波钢轨探伤中，根据钢轨的几何形状和尺寸，可将钢轨分为三个区域，轨头部位为70°探头探测区，轨头中的核伤一般与轨头侧面近似垂直，这对核伤的检测十分有利根据理论推算，轨型尺寸核伤存在的规律，对核伤的回波信号进行鉴别，以及对核伤的校对。在校对时要注

意采用多方位，多角度，多方式，灵活运用，来提高校对的精度。要求对核伤定位，定量综合判定。37°探头探测轨腰部位的螺孔裂纹，探测时二孔和三孔的螺孔部位的几何尺寸发生变化，不符合标准孔的要求，在实践中不断摸索经验，从而总结出了一种更好的行之有效的方法（倒打螺孔波）。加强了轨端到一孔之间的探测。0°探头主要探测轨底部位，根据0°探头所具有的特点，探测轨底纵向裂纹及横向裂纹。还可以与37°探头互补综合判定轨腰部位的螺孔水平裂纹。超声波钢轨探伤中，最重要的前提是应该保证探伤仪的技术指探头的技术指标以及探伤仪和探头的综合性能指标，在国家规定的允许误差范围内。误差的大小直接影响到伤损的检测能力。综上所述，只要保证各项技术指标标准。性能完好，这样才能及时发现伤损钢轨，对防止钢轨折断，保证行车安全起到重大作用。

【关键词】 1.轨头核伤

2.螺孔裂纹

3.倒打螺孔

前言

钢轨是线路上部建筑中直接承受机车车辆各种荷载的部分。铺设在线路上的钢轨，在机车车辆作用下，又由于养护和气候条件等不同，钢轨在使用过程中极易发生各种各样的伤损。因此，加强探伤检查，及时更更换伤损钢轨，是工务部门保证行车安全的一项重要措施。

超声波钢轨探伤仅是根据钢轨中伤位置设计的，不权能有效的探测核伤，而且对轨孔裂纹、轨腰和轨头、轨底纵向裂纹都能发现，是目前最有效的检测方法。

目录

第一章 70°探头在钢轨探伤中的应用 (1)

第二章 37°探头对钢轨螺孔裂纹的探测 (14)

第三章0°探头的探伤 (23)

第四章基本要求 (28)

第五章倒打螺孔波 (32)

第一章 70°探头在钢轨探伤中的应用

目前，国内标准探头都按国际标准，斜探头都按K值或折射角标称。钢轨头部用70°探头扫查，为了增大扫查范围，防止轨头复杂的几何图形的干扰，往往将探头的位置与前进方向成18°～20°角，使射入钢中的横波经轨头下颚再反射到轨面，利用一次波和二次波同时进行探测，从此发现轨头中不同位置，不同角度的核伤。

1.1.探头直接发射的超声波在未被轨头下颚反射前由伤损或轨端断面反射的回波，称为一次波。

1.2.超声波在经枕头下颚向前反射后，尚未被轨顶面反射前，由伤损或轨端断面反射的回波。

1.3.一次波、二次波的显示规律，当70°探头距轨端（P

轨）175m m左右，探伤仪荧光屏上将显示由50

轨端顶角反射的二次波，约在9.4刻度上显示。如图所示

轨探测范围为200mm，

已知P

50

β=69°，则F=(L/sinB)÷20

=(175/ sinB)÷20

=9.4(刻度)

h=(L/sinβ)×cosβ÷2

≈34mm(相当于轨头的厚度)

随着探头向轨端移动荧光屏的二次回波也逐渐前移，当探头距轨端80～90m m间，荧光屏上刻度 5.0左右将显示一、二次交替波，这时超声波在轨端下颚扫查。探头继续前移，二次波下降，一次波波幅上升。并随着探头的前移，轨端断面的一、二次反射波逐渐向0刻度靠近，轨端断面一、二次波扫查的整个显示过程如图：

1.4.一次波探测范围，以入射点0与整个轨头下颚的联线，约占轨头总面积的30%。二次波探测范围以整个轨头下颚作反射面与轨面中央及轨头侧面下端的联线，约占轨头面积的60%。为保证对轨头的全断面探伤，仪器上配置了向内（或向外）反射的二只70°探头，由于20°偏角的因素，在其轨头和轨腰连接圆弧处存在一定范围的“查区”。如图

一、二次波探测范围示意图探测盲区

1.5.回波信号的鉴别

70°探头探测轨头时，如无伤损存在，一般的无回波信号。当遇有伤损我们可以根据回波显示，大约确认伤损存在的位置和大小。在实际探伤中，由于轨头的复杂情况或仪器灵敏度调节不当，也会产生假信号，干扰我们的正确判伤。因此，对70°探头的回波信号应有一个鉴别过程。

1.5.1.伤波的显示

70°探头探测轨头核伤的一般显示规律

有时内发70°探头在顺向检查有三次波到二次波显示，反向检查时有一次波显示，表明轨头外侧有较大核伤。多数因超声波在轨头下颚的反射中有部分能

量折射在轨头外侧，尤其是P

43和P

60

轨的下颚坡面角

度大，很容易引起这种折射。如果偏角θ过大或是轨型转换开关选择不当，更易引起上述显示，如图

轨头下颚的反射分支

1.5.

2.假信号波的识别

（1）颚部锈蚀波

遇到轨头颚部锈蚀时，会出现间断而短促的报警声。在荧火屏一、二次波交替处，显示没有移动的跳跃波（图1）用石渣或砂纸打磨钢轨颚部，跳跃波会减弱或消失。可适当的降低增益，使跳跃波得到扼制。具有6个通道的新仪器，实现不移动的跳跃波，可以减少颚部锈蚀波的报警干扰。