钢轨超声波探伤技术及设备介绍(090206)-
铁路钢轨焊缝超声波探伤技术及便携式检测仪器分析
铁路钢轨焊缝超声波探伤技术及便携式检测仪器分析摘要：在我国铁路运输过程中，钢轨便携式检测仪对于保证运输的安全性具有非常重要的意义。
钢轨便携式检测仪自主化超声系统在硬件设计、软件信息处理、伤损识别、辅助设计等多个层面都可以被应用。
随着技术水平的提升，相关检测设备也在不断增多，提升了自主化超声系统在钢轨便携式检测仪中的应用效果，对其拓展使用频率，保证铁路运行的稳定性和安稳性等发挥了非常重要的作用。
基于此，本篇文章对铁路钢轨焊缝超声波探伤技术及便携式检测仪器进行研究，以供参考。
关键词：铁路钢轨焊缝；超声波；探伤技术；便携式检测仪器引言在铁路运营中，钢轨起着支撑列车的作用。
在列车运行过程中，钢轨不断受到摩擦、挤压、弯曲和冲击作用，再加上钢轨内部隐藏的核伤，会导致钢轨突然断裂，可能造成脱轨、倾覆等重大事故的产生。
因此，铁路系统要求定期对在役钢轨进行检测，以降低事故发生几率。
本文针对在役钢轨可能出现的断轨、裂缝、核伤等情况，利用超声波技术设计一款钢轨无损检测系统。
超声波试验是通过电脉冲激发换能器的超声波测压器，使其发出超声波。
定向发射的超声波束会传播到要测量的零件中，并在遇到缺陷时进行反射、传递和衰减。
利用超声波反射和传输特性，通过接收回波信号对损伤进行评估。
1探伤原理探伤是一种非破坏性检测方法，能够在不损伤被测件的前提下掌握其内部质量情况。
在探伤技术体系中，超声波检测技术已取得广泛应用，其依托于超声波的传播原理，在传播途径中遇界面时将发生反射，并由指定装置接收反射波，从而以此来揭露被测件的内部缺陷。
当前，超声波探伤原理包含如下三类：（1）脉冲反射检测原理。
超声波向被测件发射超声波，在传播途中若遇两种介质不同的交界面，则会出现反射现象；由于其仅需配置一个探头即可，因此可实现同步接收。
（2）脉冲投射检测原理。
在被测件的两侧分别设置发射探头和接收探头，通过脉冲波穿透被测件而实现检测。
（3）共振法检测原理。
被测件的厚度为关键参数，在该值达到超声波半波长的整数倍时，便会发生共振；在此基础上，可通过确定相邻共振差而得到工件厚度；同时能根据厚度来判断工件内部质量是否存在缺陷。
钢轨接触焊接头超声波探伤方法
钢轨接触焊接头超声波探伤方法摘要：我国铁路已经进入了高速铁路时代，速度快、交通量大，对线路的维护和检测提出了更高的要求。
钢轨探伤技术由于无损伤、灵敏度高、响应快等优点，在线路维修检测领域得到广泛应用。
无损检测是钢轨现场焊接中最重要的检测方法。
如何准确地确定焊接损伤，不仅关系到焊接质量的控制，而且关系到生产成本的控制和项目效益的提高。
关键词：接触焊接头；超声波探伤；仪器调试；探头选择；探伤方式一、钢轨现场焊接头缺陷的形成机理钢轨现场焊接分为闪光焊、气压焊、铝热焊三种，两种不同的焊接方法，各具有其独特的优点。
但由于焊接工艺、材料、机械设备、工人操作及环境气候等因素的影响，经常会出现一些焊接缺陷，而三种焊接方法形成缺陷的机理又各有不同。
二、设备选择和调试1.探头选择。
①无双峰和波形抖动现象；②探头前沿长度应能满足探伤扫查范围的需要；③回波频率≥４MHZ、回波频率误差≤10％；④折射角度误差：在37°～45°时，误差≤1.5°，折射角≥60°时，误差≤２°；⑤横波探头分辨率≥22dB、横波单探头始脉冲宽度≤20ｍｍ；⑥相对灵敏度，纵波直探头≥55dB、横波探头≥60dB（Ｒ100圆弧面）；⑦组合或陈列探头：各子探头入射点相对偏差≤２ｍｍ，各子探头分段扫查相对偏差≤４dB。
2.仪器调试。
仪器调试必须做到100％的准确，尤其是关键指标，如水平线性、角度、测距、垂直线性等。
常用的钢轨焊缝单探头探伤的角度有Ｋ０.５、Ｋ0.8、Ｋ１、Ｋ２．５、Ｋ３、０°，双探头探伤的有双Ｋ１、双Ｋ０.8。
仪器调试使用探头必需与探伤使用探头一致，否则会造成伤损计量上的错判漏判。
（１）轨头及轨底用≥Ｋ２的斜探头，深度调节为60ｍｍ；（２）轨腰轨底用Ｋ１、Ｋ０.８及０°探头，深度调节为２００ｍｍ；（３）灵敏度参照ＴＢ／Ｔ2658.21－2007标准设置，并把每一组的探头对应探伤仪的灵敏度＋６dB后存档并标上相应的记点，以利现场探伤工作时随时提取进行准确的探伤扫查和伤损判定。
钢轨现场焊接轨腰部位超声检测工艺
钢轨现场焊接轨腰部位超声检测工艺钢轨是铁路运输中的重要组成部分，承载着列车的重量和运行压力。
为了确保钢轨连接的牢固性和稳定性，常常需要进行现场焊接。
轨腰部位是钢轨的重要部分，因此在焊接过程中对其进行超声检测是必不可少的。
本文将介绍钢轨现场焊接轨腰部位超声检测的工艺和方法。
一、超声检测原理超声检测是利用超声波在材料中传播的特性来检测和评估材料内部缺陷的一种无损检测方法。
在钢轨现场焊接中，超声检测主要用于检测轨腰部位是否存在焊接缺陷，如夹渣、气孔、裂纹等。
超声波在钢轨中传播时，当遇到缺陷时会发生反射或散射，通过检测和分析反射信号的强度和时间来判断是否存在缺陷。
二、超声检测工艺1. 准备工作：在进行超声检测之前，需对检测设备进行校准和调试，确保其准确性和稳定性。
同时，需要对被检测的轨腰部位进行清理，确保无杂质和污物的干净表面。
2. 检测方法：超声检测可以采用手持式探头或固定式探头进行。
手持式探头适用于对小范围的钢轨进行检测，而固定式探头适用于对大范围的钢轨进行连续检测。
检测时，将超声探头贴紧轨腰部位，通过超声波的发射和接收来获取检测信号。
3. 数据处理：通过超声检测设备获取到的信号，可以进行数据处理和分析。
常用的方法包括幅值分析、时间域分析和频谱分析等。
这些分析方法可以帮助确定缺陷的类型、位置和大小，为后续的维修和处理提供依据。
三、注意事项1. 环境条件：超声检测对环境条件有一定的要求，如温度、湿度和噪声等。
在进行超声检测时，应选择适宜的环境条件，以确保检测结果的准确性。
2. 检测人员：超声检测需要经过专门的培训和资质认证才能进行，检测人员应具备相关的知识和技能。
同时，检测人员应具备严谨的工作态度和责任心，确保检测结果的可靠性和准确性。
3. 检测频率：超声检测的频率选择对于检测结果的准确性和灵敏度有一定影响。
一般情况下，低频超声波适用于检测大型钢轨，而高频超声波适用于检测小范围的缺陷。
四、总结钢轨现场焊接轨腰部位的超声检测是确保钢轨连接质量的重要步骤。
钢轨超声波探伤技术及设备介绍(090206)-0
小型探伤仪的主要要求（续）
4. 5.
6. 7.
仪器的工作状态自动调整，包括自动识别轨型，自动配 置报警闸门，提高探伤效率； 探伤数据全程存储，探伤仪至少能存储１００公里线路 的探伤数据。存储的数据包括当前位置的伤损报警、伤 损图形、位置、时间、速度、仪器的工作参数等； 能够事后回放探伤数据，重现探伤过程，实现伤损的事 后分析和对探伤过程的监控管理； 具有PWMIS接口，能自动生成满足PWMIS探伤管理系 统的伤损数据，以便钢轨的伤损管理，减少人员的繁杂 录入操作。
超声波探伤仪 — 数字探伤仪（续）
数字钢轨探伤仪除了应具有上面提到的性 能外，还有应具有如下性能：
能在恶劣环境（强磁场、电场、高温、严寒等）
下可靠使用。 操作方式、软件的使用符合铁路探伤人员的习 惯。 对缺陷定量精度高，定性（判断缺陷类型）准 确。
超声波探伤仪 — 数字探伤仪（续）
超声波探伤仪 — 模拟探伤仪
模拟探伤仪由同步电路、发射电路、锯齿波电路、视频放 大电路和 CRT 显示器等部分构成。同步电路给出等时间 间隔的固定脉冲，使仪器各部分同步工作；齿波电路驱动 示波管的水平偏转板形成时基线；视频放大电路则放大超 声信号，加到示波管的垂直偏转板；两者共同作用将超声 信号波形显示在示波管荧光屏上。模拟式探伤仪不仅具有 技术成熟、价格低、结构简单、便于维修等优点，由于超 声回波信号经模拟电路处理后直接送荧光屏显示，同一超 声回波在荧光屏上显示高达400幅/秒左右，因此，还具有 波形显示迅速、不失真、无跳跃和抖动的优点。由于模拟 式探伤仪不具备对检测信号记录和信息处理的功能，现场 检测时需要依赖操作人员对显示屏上的超声波回波信号进 行判断和手工记录，所以检测结果受人为因素影响很大。 另外，调整仪器参数，判断仪器故障等都要依赖于操作人 员的经验水平，故使用模拟式钢轨探伤仪探伤，易造成伤 损的误报、漏报，探伤质量难以进一步提高。
第7章钢轨超声波探伤
（3）确定核伤中心在钢轨纵向位置（0点）。 用直尺确定B点到C点的中心O1点（核伤顶端在 轨面的位置）和A点到D点的中心O2点（核伤底 端在轨面的位置），取O1到O2的中心O点，即为 核伤中心在钢轨纵向的位置。如果在ABCD四点 中，A点到B点的距离与C点到D点的距离相同，
则说明核伤垂直于轨面， O1、O2两点是重合的
2. 第一螺孔和轨端探测 在钢轨端面、轨面状态和螺孔位置正常的情况
下，由于钢轨端面对超声波的反射作用，前后
37°探头探测范围与在第二、三螺孔上有所不 同。前37°探头能探本侧第一螺孔除I象限以外 裂纹、轨端上的裂纹和迎端轨第一螺孔II象限 裂纹,而后37°探头探测范围刚好弥补前37°探
头的不足。
三、37度螺孔裂纹探测波形显示 1. 裂纹波显示规律 螺孔向下斜裂纹： 前37°探头遇到IV象限向下斜裂纹，因为裂纹在 螺孔中心下方，反射面比螺孔声程更远，所以在 5.0以后先显示螺孔向下裂纹波，裂纹波消失后，
二、螺孔裂纹探测范围
1. 第二、三螺孔探测
将螺孔划成四个象限，各象限都有可能产生螺孔裂纹。按其 声束方向，前37°探头能发现II、IV象限的斜裂纹及I、IV
象限的水平裂纹；后37°探头能发现I、III象限斜裂纹及II
、III象限的水平裂纹。从图中可知，通过两个探头两个方 向的探测，能基本解决第二、三螺孔各个方向裂纹的检出。
范围包括了一次波束的扫查范围。
二次波
二次波
二次波
二、轨端回波显示
2
主视图 左视图 俯视图
1
0
9.2 探头在0
5.0
9.2
4.8 5.0 探头接近1
4.6 4.8 探头过1
1.0 4.6 探头在1－2
钢轨超声波探伤仪的特点简介
蓄电池和充电器
仪器蓄电池是由多个电池中联而成,以直流电供给仪 器 工作 。不同厂家生产的各种仪器使用的电池不 同,容量大小不一 ,根据 TB/T2340-2000标准要求,普 电池的容量应能满足探伤仪連续工作8h的常要。上 道前应将电池充足电,使用后常及时充电,以满足次 日工作的常要。 仪器配有恒流充电器,充电电源为 (220土22)V,电流300~600 mA,充电应按说明书要求 进行二前采取电池放完电再充、定时充足为原则,否 则会影响电池的使用寿命和储电能力 。 遇电源电 压过低,可适当延长充电时间。
钢轨探伤仪的主要特点
1.适应环境温度范围广 2.多通道多探头同时工作 3.抗电磁干扰能力较强 4.适用于多种轨型探测 5.各通道探伤灵敏度分开调节 6.具有两种探伤方式 7.具有反报警功能 8.多能指标
JGT-10型数字钢轨探伤仪
钢轨探伤仪的一般使用方法
(一)仪器和手推车的连接 1.仪器固定 仪器安装在手推车的俯仰旋转托架 ,拧紧固定仪器的装置 。 2.电源连接 用专用的电源线连接仪器和蓄电池。 3.电讯连接 手推车上装有探头插座的仪器,用两根专用对接高频电缆线 将仪器和手推车进行连接,要注意连线不可交又;手推车上没 有探头插座的仪器，直接把探头引线摘头插入仪器后部的探 头插座上。
仪器版面图
主机后板图
显示方式
(1)A超屏显第1、2、3条基 线的回波方向上,第4、5、6 条基线的回波方向向下。通 道6和6A共用第1条基线;通 道1和1A共用第2条基线,通 道2和2A共用第3条基线;通 道3使用第4条基线;通道4使 用第5条基线;通道5使用第6 条基线。通道1A、2A、6A 可以根据常要打开或者关 闭。
钢轨配件的超声波检测技术研究
钢轨配件的超声波检测技术研究摘要：钢轨作为铁路线上重要的组成部分，其安全性和可靠性对于铁路运输的正常运行至关重要。
超声波检测技术作为一种无损检测方法，已经广泛应用于钢轨配件的检测和评估中。
本文将对钢轨配件的超声波检测技术进行系统的研究，包括超声波基本原理、检测方法、仪器设备以及应用案例等方面的内容。
1. 引言随着铁路运输的快速发展，对于钢轨配件的安全性和可靠性要求也越来越高。
而钢轨因为长期受到环境和负荷的影响，会出现各种缺陷或损伤，如裂纹、疲劳等。
这些缺陷或损伤如果不及时发现和修复，会对铁路运输造成严重的安全隐患。
因此，研究钢轨配件的超声波检测技术对于确保铁路运输的安全性具有重要意义。
2. 超声波基本原理超声波是指频率高于人耳可听到的声音的声波。
它具有穿透性强、传播距离远、对材料无损伤等特点，因此被广泛应用于无损检测领域。
超声波检测的原理是利用超声波在材料中传播时的反射、透射、散射等现象，结合接收到的声波信号来判断材料中的缺陷情况。
3. 超声波检测方法针对钢轨配件的超声波检测，常用的方法主要有传统超声波检测和相控阵超声波检测两种。
3.1 传统超声波检测传统超声波检测是指利用超声波在材料中传播时的反射信号来检测材料的缺陷。
这种方法适用于对材料表面难以观察到的缺陷，如内部缺陷、裂纹等。
它主要通过超声波发射器发射超声波，并由接收器接收反射的超声波信号，通过分析接收到的信号来确定材料内部的缺陷位置和尺寸。
3.2 相控阵超声波检测相控阵超声波检测是相对传统超声波检测而言的一种较新的技术。
它利用多个发射探头和接收探头组成的阵列，通过控制每个探头的发射和接收时间，实现不同方向的超声波束的发射和接收。
相控阵超声波检测可以实现对钢轨配件的全面扫描，并且可以通过图像处理技术生成高分辨率的超声图像，用于评估钢轨配件的缺陷情况。
4. 仪器设备钢轨配件的超声波检测需要使用特定的仪器设备。
常见的仪器设备包括超声波发射器、接收器、探头、放大器、计算机等。
钢轨及焊缝超声波探伤技术分析
钢轨及焊缝超声波探伤技术分析发布时间：2022-10-22T10:21:56.330Z 来源：《科学与技术》2022年12期作者：侯超[导读] 断轨事故是铁路事故中最严重的事故之一侯超西安市轨道交通集团有限公司运营分公司，陕西西安710100摘要：断轨事故是铁路事故中最严重的事故之一，严重威胁到乘客生命财产安全。
近几年发生的断轨事故，多数是由于钢轨焊缝出现问题导致的，故而针对钢轨焊缝的探伤工作，成为铁路探伤人员的工作重点内容。
超声探伤技术作为无损探伤的重要组成部分，可在不损伤受检物体的基础上，对其内部缺陷进行精准的检测，且与光波、电波相比，超声波可穿过的介质更多且会于截面处反射。
关键词：钢轨焊缝；超声波探伤；技术分析引言目前，钢轨焊缝主要有接触焊、气压焊和铝热焊三种不同的焊接方式。
在焊接过程中，由于受到焊接方法工艺和材质等多种原因的影响，焊接中往往还会产生危害性问题。
在实际使用过程中，焊接中往往还会形成疲劳伤损，甚至疲劳断裂。
钢轨焊接接头的内在品质、直接关乎着运输的安全性，但钢轨焊接接头与其他焊接接头相比，因为受钢轨材料、焊接工序、焊接技术等的影响，而产生焊接问题也是在所难免的。
在实际运用过程中，这种问题如果不被有效检出发展下去，很有可能出现铁轨破坏，甚至交通运输中断的重大事件。
因此，超声波探伤能有效实现对钢轨的无声探伤，从而保障了铁路的运输安全。
一、超声波探伤技术概述（一）超声波探伤技术原理超声波检测技术具有装置简便、敏感度高、测量速度快，以及穿透力强等优点。
超声波探伤所使用的机理大致包括了透射与反射两类，在实际操作中，探伤员通过超声波探测器把超声波传播到被测物中，而超声波在物质中的传递过程中，如果出现了缺口或边缘就会引起反射，探伤人员依据对回收的超声波波形分析，就可以准确判断受测物体的内部情况。
（二）超声波探伤技术分类超声波探伤技术包括多种方法，如穿透法、接触法、脉冲反射法等，属于不同的分类，其主要以下几点进行分类。
钢轨焊缝超声波探伤 焊缝探伤基本知识
CONTENTS
1 探伤仪主要特点 2 仪器基本构成 3 探头配置及连接 4 探伤原理
1
探伤仪主要特点
1
探伤仪主要特点
1
探伤仪主要特点
A型脉冲和B型图像同时显示。
采用分体串列式探头、高速电子收发切换电路，具备对钢轨焊缝多种缺陷的
综合探伤能力。
在轨面推行即可对轨墙及垂直延伸部位的热影响区进行连续检测，取代手动
4
探伤探仪伤主原要理特点
单收发扫查的原理
01 23 45 67
8 9 10 11
4
探伤探仪伤主原要理特点
双晶片0度扫查原理
K0 0 1 2 3 4 5 6 7
8 9 10 11
4
探伤探仪伤主原要理特点
4.2 轨头探伤原理 轨头探伤使用K2.5-250单探头 焊缝
的一次波进行操作，见右图。图
中示意出K2.5探头对轨头焊缝检测
4
探伤探仪伤主原要理特点
探测区域划分 钢轨焊缝探伤区域一般分为4
个区，如下图所示。1区为轨头， 包括轨头中部2区部分；2区为轨腰 ，包括轨头中部和轨底中部；3区 为轨底，包括轨底中部2区部分；4 区为轨脚。
探伤区域划分示意图
4
探伤探仪伤主原要理特点
4.1 轨墙探伤原理
1-11 20mm 1-10
检测，缺陷检出率高、速度快。
数字自动显示伤波的水平、垂直、声程参数，便于定位与检测。
不同通道A显波形和B显图像不同颜色显示，界面友好，便于区分观察。
理想的补偿曲线。
环境适应性好。
仪器在正常状态下连续使用8小时。
2
探仪伤器仪基主本要组特成点
主 机 部 分
2
探仪伤器仪基主本要组特成点
钢轨超声波探伤ppt课件
（3）确定核伤中心在钢轨纵向位置”（0形点）水。 平状核伤存在，可用0°探头验证。
由于轨端顶面不平，多数情况下第一螺孔波不能正常显示，因此，一但发现荧光屏显示螺孔波的刻度上有回波，则要以观察探头位置 方法来鉴别，认真区分是螺孔回波还是向上裂纹回波，防止误将向上裂纹波当成螺孔波来处理。 轨头，轨腰，轨底部位都有可能存在。 但是实际探测时由于受仪器灵敏度的制约（反射探伤要求使用高灵敏度，穿透探伤要求使用低灵敏度），和探伤条件的影响（轨面轨 底状态不良引起失波报警），其探测灵敏度比70度和37度低。 前37°探头遇到IV象限向下斜裂纹，因为裂纹在螺孔中心下方，反射面比螺孔声程更远，所以在5.
三、探测范围
同时用两个70°探头，一个检查轨头内侧，另一个检查 轨头外侧，由于探头偏角的因素，在轨头中下部仍存在一 个“盲区”。GT-2型钢轨探伤仪增加2个直打70°探头探 测轨头中下部以防核伤漏检。
37°探伤的几点说明 第一螺孔朝轨端方向可能存在3mm左右的单侧早期螺孔裂纹（由于断口已经被列车打压故难以确认），其余断口无明显的早期伤损和 疲劳源。 2005年9月 22日，南京工务段管内沪宁下行线发生钢轨折断。 （3）探头入射点移至轨端约35mm左右时，在荧光屏刻度2. 虽然37度探头的声波覆盖面为轨头至轨底（轨腰宽度范围）的区域，但由于缺陷形状、取向的影响（裂纹倾角过大或过小），一些缺 陷是不能检测发现的，如螺孔小角度裂纹，轨头轨腰的横向及水平裂纹，取向不良的轨底横向裂纹等。 前37°探头遇到I、IV象限间的螺孔水平裂纹时，由于螺孔周边和裂纹面之间构成角反射作用，能显示螺孔水平裂纹波。 当纵向裂纹的形状不规则，伤损以曲线型存在于钢轨腰部，提高灵敏度后有时会显示不固定位置的回波。 （1）颚部锈蚀波：70°探头遇到轨头颚部锈蚀时，会出现间断而短促的报警声，在示波屏上一、二次交替处，显示没有移动的跳跃波 ，此时可适当降低增益，使跳跃波得到扼制。 2005年1月4日，青阜线发生钢轨轨头揭盖。 由于轨端顶面不平，多数情况下第一螺孔波不能正常显示，因此，一但发现荧光屏显示螺孔波的刻度上有回波，则要以观察探头位置 方法来鉴别，认真区分是螺孔回波还是向上裂纹回波，防止误将向上裂纹波当成螺孔波来处理。 重视倾斜性核伤的检测； 0左右显示完整的第一螺孔回波（上图 探头位置1）。 探伤组对探伤人员安排存在不足，三个探伤周期没有调换作业人员，是引起这次断轨的重要因素。
钢轨探伤 简报
钢轨探伤简报一、概述钢轨探伤是确保铁路运输安全的重要环节。
通过对钢轨进行定期检测，可以及时发现并预防潜在的损伤，降低因钢轨断裂等故障引发的事故风险。
本简报将介绍钢轨探伤的基本原理、主要技术、应用情况以及发展趋势。
二、钢轨探伤原理钢轨探伤主要依靠无损检测技术，通过声波、电磁等物理手段对钢轨进行全面检测。
其中，超声波探伤是最常用的方法之一。
超声波在遇到不同介质时会发生反射、折射、散射等现象，通过分析反射波的特征，可以判断出钢轨内部的损伤情况。
三、主要技术及应用1.超声波探伤：利用高频声波对钢轨进行扫描，通过分析反射回来的声波判断损伤的存在及位置。
该技术具有较高的检测精度和灵敏度，广泛应用于钢轨内部的裂纹、夹杂物等检测。
2.磁粉探伤：利用磁性物质对钢轨表面进行磁化，通过观察磁粉分布情况判断损伤的存在。
该技术主要用于检测钢轨表面的裂纹、折叠等缺陷。
3.涡流探伤：利用交流电产生的磁场使钢轨产生涡流，通过检测涡流的变化判断损伤的存在。
该技术主要用于检测钢轨表面的缺陷。
四、发展趋势随着科技的进步，钢轨探伤技术也在不断发展和完善。
未来，钢轨探伤将朝着智能化、自动化、高精度方向发展。
智能化技术如人工智能、机器学习等将被应用于钢轨探伤中，提高检测的准确性和效率。
自动化技术将实现自动扫描、自动识别、自动报警等功能，减少人工干预，提高检测的安全性和可靠性。
高精度技术将进一步提高检测精度和灵敏度，及时发现微小损伤，保障铁路运输安全。
五、结论钢轨探伤是铁路安全运营的重要保障措施，对于预防和减少钢轨断裂等故障具有重要意义。
未来，随着科技的不断进步和应用，钢轨探伤技术将不断发展和完善，提高检测的准确性和效率，为铁路运输安全提供更加可靠的保障。
轨道检测技术—钢轨探伤
四、焊缝超声波探伤作业
钢轨焊缝缺陷-气压焊
焊
接 方
缺陷名称
特征
产生部位
形成原因
危害性
式
光斑
断口表面呈银灰 色却平滑，手感 不涩手
焊缝的轨头和 轨底部位
温度低或顶锻力不足，造成钢 轨接触面的不连续性。火焰不 正常，出现回火、放炮等导致 端面污染和氧化
减少钢轨的有效截 面积，在其缺陷边 缘应力集中，极易 折断
第五章 轨道检测技术 第2节 钢轨探伤
CONTENTS
钢轨探伤
一、钢轨伤损 二、超声波设备 三、钢轨超声波探伤仪使用方法
四、钢轨焊缝超声波探伤作业
四、焊缝超声波探伤作业
钢轨焊缝一般知识
目前钢轨焊接方式主要有接触焊、气压焊和铝热焊三种， 其中接触焊又分为工厂焊和现场焊两种。这些焊接方式在 无缝线路中各占钢轨焊缝比例不同，以接触焊焊缝为最多， 铝热焊其次，移动气压焊随着现场接触焊技术成熟，占有 的比例会越来越少。
70定°通义道及探伤
• 检测部位：检测轨头、轨墙部位（螺栓孔以上）的核伤和裂纹,钢轨焊缝轨头的夹碴、 气孔和裂纹等。
• 探伤方法：采用横波在钢轨轨头内进行反射式探伤，采用斜70°探头（轨面与钢轨纵 向呈一定的偏角扫查，使入射钢轨中的横波经轨颚反射来扩大扫查范围）和直70度 探头相结合，对轨头部位进行一次全覆盖扫查。
一、钢轨伤损
伤损分5大类
1.钢轨核伤 2.钢轨接头伤损
3.钢轨纵向水平和垂直裂纹 4.钢轨轨底裂纹 5.钢轨焊缝缺陷
一、钢轨伤损
钢轨核伤
钢轨核伤
一、钢轨伤损
钢轨核伤
钢轨核伤
鱼鳞下核伤
一、钢轨伤损
钢轨核伤
钢轨核伤
铁路道岔钢轨压型段超声波探伤
的质量直接关系到列车运行的安全、列车运行的速 小， 发现铁磁质工件表面或近表面的缺陷。着色渗透
度、运行线路的维护费用和线路的使用效率； 在以前 检测能探测出表面开口缺陷的形貌及分布状态， 适
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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，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。
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。
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，有利干无损检测技术的发展和 探伤技术水平的提高。
小型探伤仪的主要要求（续）
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仪器的工作状态自动调整，包括自动识别轨型，自动配 置报警闸门，提高探伤效率； 探伤数据全程存储，探伤仪至少能存储１００公里线路 的探伤数据。存储的数据包括当前位置的伤损报警、伤 损图形、位置、时间、速度、仪器的工作参数等； 能够事后回放探伤数据，重现探伤过程，实现伤损的事 后分析和对探伤过程的监控管理； 具有PWMIS接口，能自动生成满足PWMIS探伤管理系 统的伤损数据，以便钢轨的伤损管理，减少人员的繁杂 录入操作。
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，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。另外,由于钢轨探伤是 在野外作业,流动性强,管理部门对探伤作业的质量缺乏科 学有效的监控手段。因此，探伤仪具备超声波探伤信息的 自动记录和处理功能是十分必要的。
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。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 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。
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，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：
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。
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。
钢轨探伤对小型探伤仪的主要要求
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针对目前钢轨探伤过程中存在的问题，小型探伤仪除满 足TB/T2340-2000、JJG（铁道）130-2003等标准和规 范的技术要求外，还应具有如下技术要求： 操作简便，具有中文信息显示，伤损报警、报警类型及 仪器状态的中文信息提示； 智能实时判别伤损，提高伤损识别能力,降低人为因素的 影响,不同类型的伤损具有不同的报警声音和信息提示； 具有B扫描显示，以便直观地识别伤损。传统的A显示与 B显示相结合，两种显示模式的探伤结果可相互印证；