钢轨超声波探伤技术及设备介绍(090206)-

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。

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：

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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。
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。
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：
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。
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。
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。
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；
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。
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。