第7章钢轨超声波探伤
浅谈超声波检测在钢轨探伤中的应用
浅谈超声波检测在钢轨探伤中的应用发布时间：2022-01-20T07:48:47.121Z 来源：《防护工程》2021年30期作者：杨昊楠[导读] 伤损产生后发展速度快,易造成钢轨折断等重大事故，严重影响铁路运输安全。
因此钢轨探伤检测工作,是保证铁路安全运营的基础工作之一。
呼和浩特铁路局集团公司包头工务段探伤车间内蒙古包头 014040摘要：随着我国经济水平腾飞，铁路发展也逐渐进入新篇章，为国民的出行带来便捷。
作者针对小型钢轨探伤仪在铁路线路维修检测中的应用进行了研究，浅谈了对超声波钢轨探伤技术，及其在铁路线路维修检测中的应用和重要性的一些认识。
关键词：钢轨探伤仪；超声波探伤；钢轨伤损随着我国铁路列车运行不断发展，运营里程不断延伸，运营速度不断提高，线路无缝化技术的大范围应用，钢轨伤损也随之增加。
列车在加速、制动和通过钢轨接头、焊缝、岔区、曲线等地段时,会加重对钢轨的冲击、挤压、摩擦、和弯曲作用；列车不断提速和轴重的增加,特别是在我国北方地区，冬季气温低，昼夜温差大，钢轨内部拉应力大，更是加快了钢轨伤损的发展速度。
在这些应力的作用下,钢轨非常容易产生疲劳性伤损。
伤损产生后发展速度快,易造成钢轨折断等重大事故，严重影响铁路运输安全。
因此钢轨探伤检测工作,是保证铁路安全运营的基础工作之一。
作为一名钢轨探伤工就要熟悉了解钢轨探伤仪器原理结构并熟练使用，全面掌握探伤的基础知识，把所学到的知识与实际情况相结合。
才能做到及时地发现并准确的判断钢轨伤损。
做到在钢轨探伤中不漏检，不误检。
一、钢轨无损检测：超声波探伤在目前钢轨探伤中普遍使用超声波探伤（UT）、涡流探伤（ET）、射线探伤(RT)、磁粉探伤(MT)、渗透探伤(PT)五种方法。
其中，超声波探伤是一种很重要的方法，有不可取代的优势。
超声波本质是一种机械波，靠振动在弹性介质内传播，振动频率一般高于20k赫兹（Hz）。
被检对象材质的不同，其工作频率也不同。
在进行无损检测时，超声波的工作频率为0.2～25MHz，最常用的频段为0.5～10MHz。
钢轨超声波探伤方法
钢轨超声波探伤方法
钢轨超声波探伤方法：
①准备工作包括选择合适频率探头一般使用2 5兆赫兹适用于大多数钢轨检测任务同时配备耦合剂如水甘油等确保声波有效传导；
②校准仪器开机后按照说明书指引输入钢轨参数如材质厚度声速等信息并使用标准试块进行零点校正确保测量准确性；
③表面预处理用钢丝刷清除轨头顶面两侧及腰部油污锈迹等杂质避免影响超声波传播造成误判；
④耦合操作将探头垂直紧贴于钢轨表面并均匀涂抹耦合剂使两者之间形成良好接触条件；
⑤扫查方式采用直线往复移动探头覆盖整个检测区域注意保持恒定速度和压力防止漏检或重复扫描同一位置；
⑥缺陷识别观察显示屏上回波信号特征正常情况下只有底波显示一旦出现异常峰值则表明可能存在裂纹夹渣等缺陷；
⑦定位定量通过调整增益灵敏度等参数放大缺陷信号并结合几何尺寸估算缺陷位置大小形状等信息；
⑧记录存储将每次检测结果包括图像数据探伤报告等保存至仪器内存或导出至电脑便于后续分析比对；
⑨数据分析根据行业标准对存储资料进行综合评判确定钢轨损伤等级并提出相应处理意见如修复更换监控等；
⑩定期复检考虑到铁路运输环境复杂多变建议每季度或半年对重点线路开展一次全面复查及时掌握钢轨健康状况；
⑪技术培训为了保证检测质量应对操作人员进行系统培训讲解理论知识实践技巧安全事项等内容提高其业务能力；
⑫持续改进总结以往经验教训结合新技术新材料发展趋势不断完善改进现有工艺流程以适应更高要求。
轨道钢轨超声波探伤标准的分析与探讨
轨道钢轨超声波探伤标准的分析与探讨摘要：中国铁路进入高速、重载大发展时期，高速动车组、大功率机车、重载货车等先进装备的应用越来越广泛，高速无缝线路里程快速增长，高速重载铁路对焊接接头要求越来越高，焊接接头内部缺陷直接影响列车行驶安全，为确保列车行驶安全应及早将焊缝内部缺陷检出。
关键词：轨道钢轨；超声波探伤；标准前言超声波探伤仪在应用过程中需要应用仪器探头与工件进行有效接触，然后发射超声波，并对反射回来的超声波进行接收，将其转化为电信号，通过显示屏将检测结果呈现出来，根据超声波的传播速度和反射情况可以明确分辨出缺陷的位置。
如果工件中存在较大的缺陷，那么超声波所反射回来的声波能量也较大，通过声波的反射情况和图像的呈现情况就能够对工件中存在的问题进行明确。
一、超声波探伤概述对于我国的铁路来说，其运输过程中的工序相对繁琐，而且车流量也相对较大，探伤过程中的时间也不确定。
对于目前我国钢轨探伤的过程中，超声波的探伤方式穿透力相对较强，而且探测的深度也相对较深，其自身的探测灵敏程度比较高，可以对直径中产生的空气进行充分的反射，并且能够对其主要位置和形状等等进行合理的判定，除此之外，其自身的探测过程中安全性能相对较高，而且探测所使用的机械设备比较便捷，所以其在应用的过程中范围比较广。
对于我国铁路工程运输的过程来说，其运行过程相对比较繁琐，而且车辆行车的密度相对比较大，对于探伤过程来说，时间不是固定的，因此，就可以利用列车行驶过程中的空余时间进行检查。
二、超声波探伤技术的基本原理20Hz～20kHz的声波是人体正常听觉范围，超声波在固体中传播速度更快、效果更好，而且在遇到其他物体和界面会发生反射效果。
超声波探伤仪在应用过程中需要应用仪器探头与工件进行有效接触，然后发射超声波，并对反射回来的超声波进行接收，将其转化为电信号，通过显示屏将检测结果呈现出来，根据超声波的传播速度和反射情况可以明确分辨出缺陷的位置。
如果工件中存在较大的缺陷，那么超声波所反射回来的声波能量也较大，通过声波的反射情况和图像的呈现情况就能够对工件中存在的问题进行明确。
钢轨超声波探伤 手工检查钢轨
1
看
（5）看轨头侧面有无锈线 根据锈线的有无来判断钢轨是否有内伤，最为准确判断 钢轨有内伤，是由于车轮压力集中，引起局部的金属变形。这 样会在相应部位的表面出现连续的表面剥离现象，不久在剥落 地方盖上一层淡褐色铁锈，并逐步形成一道锈线。到后来，由 褐色变为红色最后变为暗红色。
1
看
（6）看腹部有无鼓包和变形 趴伏在钢轨上，用眼穿钢轨腹部，若发现有不平直处， 用手摸有鼓包出现时，可用小重锤敲击该处。如锤向外弹， 证明腹部确有竖裂内伤。哪一面鼓出伤损就靠近哪一面，两 面鼓出伤在中间。一面鼓出，一面凹进是腹部扭曲伤损，该 伤损易引起钢轨横向折断应特别注意。 用锤敲击鼓包处时若铁皮剥落，鼓包消失则是重皮，是 假鼓包不是内伤。
1看 2敲 3照 4卸 5钩
目录
CONTENTS
1
五种方法
看
敲
五种方法
照
钩
卸
1
看
看：看时姿势随意，可半蹲、可站立，可骑着钢轨也 可站在钢轨的一侧。在你可看清的距离内（5～20米）聚 精会神的向前观看，主要掌握以下6点：
1、看轨面“白光”有无扩大。 2、看“白光”中有无暗光或黑线。 3、看轨头是否肥大。 4、看轨头是否下垂。 5、看轨头侧面有无锈线。 6、看腹部有无鼓包和变形。
如感觉到有象人脉搏跳动一样的震动且手指感觉发麻时是有伤
钢轨。
3
照
（1）照轨头侧面下颚、轨腹及焊缝，从镜内察看有无裂 纹锈线或其它伤损特征。
（2）将小镜伸入轨底，从轨缝处向上反光；或从上面反 射光线射入轨缝内；在阴天或隧道内则以手电灯光照镜面反 射入轨缝内照轨缝内的轨端有无裂纹。
、（3）卸下一个螺栓，用双面螺栓小镜插入螺栓孔内转 动，照螺栓孔周围有无裂纹。
钢轨探伤管理办法(试行)
钢轨探伤管理办法（试行)第一章总则第1条为适应公司重载、大轴重运输的需要，针对大型探伤车上线后，新形势下加强钢轨探伤管理，防止钢轨折断，确保列车安全畅达，特制订本办法。
第2条钢轨探伤是防止断轨事故、确保行车安全的关键工作，具有流动性大、专业性强、技术要求高、操作复杂、安全责任重等特点，分公司各部门要从科学角度高度重视,保证探伤人员和队伍相对稳定。
探伤工作考核奖惩制度依据分公司《安全奖罚实施细则》执行。
例如发现重伤钢轨（包括辙叉、尖轨和夹板）奖.对探伤人员责任心不强、探伤速度快、探伤态度不良造成的责任漏检要实行责任考核追究。
第3条实行公司钢轨探伤车和分公司钢轨探伤仪两级探伤网络管理,实现钢轨探伤车和钢轨探伤仪之间资源共享、技术交流、优势互补、共同提高的目的。
第4条加强探伤作业过程监控和分析，对探伤仪记录的数据、波形做到当日分析，发现可疑波形按要求在规定时间内完成复核。
第5条分公司要加强对探伤工作领导并做好探伤工作的巡查，建立管理人员跟班作业制度,运输生产部主管人员每月不少于 1天，工队长每月不少于 7天，副队长、技术主管每月不少于15天时间跟班作业，对现场探伤工作情况进行巡查指导，并做好记录。
第6条本办法适用于肃宁分公司钢轨探伤。
第二章组织管理第一节组织领导第7条分公司运输生产部负责钢轨探伤管理工作。
第8条分公司设线桥检测工队（以下简称线桥工队)，线桥工队下设探伤作业组。
第9条线桥工队设探伤数据回放分析组，探伤作业组设日常分析员；各探伤作业组应逐步培养专门人员对仪器进行检测、指导和把关，并培养具有一定专业知识的检修人员负责仪器的简单维修。
第二节人员要求第10条运输生产部主管人员应由有基层管理经验，懂得工务专业技术技能,取得其职业资格初级及以上技术资格证书的人员担任。
第11条线桥工队主要管理人员应由获得铁道部门II 级或职业资格证书中级及以上技术资格证书、有三年及以上现场探伤经验,并有较高管理能力的专业人员担任。
钢轨焊缝超声波探伤讲稿PPT课件
通过建立完善的质控体系，对探伤过程和结果进行监控和记录，及时 发现并纠正问题，确保探伤结果的准确性。
06
总结与展望
钢轨焊缝超声波探伤的总结
超声波探伤技术原理
超声波探伤技术利用超声波在物质中的传播和反射特性，检测材料内部是否存在缺陷或异 常。在钢轨焊缝的检测中，超声波探伤技术具有无损、高效、准确的优点。
采用最先进的超声波探伤仪，结合高速移动 检测技术。
探伤过程
在列车运行期间，对钢轨焊缝进行实时检测， 记录并分析异常回波。
检测结果
成功发现一处潜在的裂纹并及时进行了处理， 确保了高速铁路的安全运营。
05
钢轨焊缝超声波探伤的 挑战与解决方案
探伤过程中的干扰因素
噪声干扰
由于探伤过程中存在各种噪声，如机械振动、电磁干扰等，这些 噪声可能会掩盖或混淆缺陷信号，影响探伤结果的准确性。
供更加可靠的保障。
02
钢轨焊缝超声波探伤原 理
超声波的产生与传播
超声波的产生
通过高频电场和磁场交替作用，在压电晶体上产生机械振动，从而产生超声波。
超声波的传播
超声波在固体、液体和气体中传播时，会因介质的特性而发生折射、反射和散 射。
超声波的反射与折射
反射
当超声波遇到不同介质界面时，部分声波能量会反射回原介 质，其余声波能量继续传播。
特点
具有高灵敏度、高分辨率和高可靠性 ，能够快速准确地检测出钢轨焊缝内 部的裂纹、气孔、夹杂等缺陷，为保 障铁路运输安全提供有力支持。
超声波探伤的重要性
01
确保钢轨焊缝质量
超声波探伤能够检测出焊缝内部的缺陷，及时发现并处理，有效保证钢
轨焊缝的质量，防止因焊缝质量问题导致的安全事故。
铁路钢轨超声波探伤方法
铁路钢轨超声波探伤方法1 范围1.1 本方法适用于铁路超声波钢轨探伤仪器（以下简称探伤仪）对38Kg/m及以上钢轨在探测区域内的缺陷，如核伤（轨头横向裂纹）、裂纹（纵向裂纹、水平裂纹、斜裂纹）以及钢轨焊接部位缺陷的超声波探伤。
1.2 本方法不适用于整体浇铸锰钢叉心、钢轨重叠缺陷、严重磨耗使轨头踏面变形或轨面宽度不足致探头不能正常工作的钢轨以及粘接形式缺陷的探伤。
1.3 本方法中所称的伤损、缺陷泛指钢轨、辙叉、焊缝等部件的伤损、缺陷。
2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
TB/T 2340-2012 钢轨超声波探伤仪。
JJG（铁道）130-2003 钢轨超声波探伤仪。
3 人员及劳动组织3.1 探伤执机人员应符合TB/T 2154.3规定，还须执有铁道部门无损检测考核委员会颁发且有效的Ⅰ级及以上资格证书。
3.2 探伤人员应了解本单位管辖范围内各种钢轨类型几何尺寸、伤损钢轨标准、伤损钢轨分类及其缺陷分布规律等基础知识。
3.3 人员分工：钢轨探伤过程中须明确以下工作内容的责任人：施工负责、探伤执机、护机、手工检查、提水、防护、安全值日等，瞭望条件较差地段应增设防护联络员，防护人员不得兼任其他工作，手工检查工作宜由护机人员兼顾。
4 探伤设备4.1 探伤仪4.1.1 探伤仪须符合《TB/T2340-2012》规定。
4.1.2 探伤仪按规定速度检测钢轨时应无杂波，无杂乱报警声。
4.1.3 各通道时基线闸门范围应符合相对应的轨型。
4.2 探头4.2.1 探头及保护膜应符合《TB/T2340-2012》规定。
4.2.2 新购置探头需经探伤维修组检测合格后并粘贴合格证方能上道使用。
4.2.3 探伤仪应按通道序位规定配置探头，探测无缝线路时宜根据轨面状况定期使用双45゜探头做“V”型探伤。
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五、70°探头注意事项
1.重视现场探伤灵敏度调节与修正； 2.防止接头1m区域核伤的漏检； 3.根据核伤存在规律综合判伤； 4.重视倾斜性核伤的检测； 5.注意探头位置和偏角的检查； 6.重视薄弱处所的检查和校对。 根据钢轨受力特点，应特别重视有缝接头、焊缝、 曲线上股、大坡道、变坡点和道岔基本轨、鱼鳞伤 地段的检查。
六、核伤定位定量
钢轨核伤除判定伤损性质外，还应通过校对 确定它的位置、大小和深度，以便决定对钢轨 的处理。
四点定位法
校对方法
基线定位法 半波高度定位法
试块对比法
1. 四点定位法 四点法适合于仪器探测范围调节精度不高、核伤 两边都有回波的情况。它是根据探头折射角与缺 陷间形成的三角函数关系，来确定核伤位置和大 小的方法。
（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 ，因此核伤中心在钢轨纵向位置，可直接读取 B点到C点的中心O1点；
（3）夹板卡损波：探头距离夹板80~90mm左右时 ，仪器报警，在示波屏一、二次波交替处显示回 波，波幅稳定，这是夹板卡损引起的回波，可通 过调节探头横向位置进行判断。 （4）剥落掉块波：轨头侧面飞边或曲线内侧剥 落掉块也会引起超声波的反射，对这种异常反应 要仔细校对，防止凹凸不平水平裂纹下暗藏的核 伤，剥落严重也会引起轨头内裂。
二次波
二次波
201
二、轨端回波显示主视图 源自头9在.20探头5.在09.02－探14头.85接.0近俯1探 146视.头图48.过 1.04.6
超声波检测基础理论-钢轨超声波探伤
超声波检测基本原理—钢轨超声波探伤通过对超声波检测基础理论的学习，来扩展自己的知识面，了解钢轨探伤的基础知识，加强对探伤设备的理解。
2022/6/23基本概念超声波的基本概念、定义01超声波的特性声速、传播特性02超声波检测仪器、探头、检测方法03钢轨探伤小仪器04目录基本概念无损检测医学检验B超X光片射线检测无损检测（N D T）定义：以不损害被检验对象的使用性能为前提，应用多种物理原理和化学现象，对各种工程材料、零部件、结构件等进行有效性的检验和测试，借以评价他们的连续性、完整性、安全可靠性及某些物理性能。
目的：探测材料表面及内部缺陷，测量工艺参数，表征材料的组织结构、评价物理及力学性能、预测零部件的寿命。
前提：不损害被检验对象的使用性能。
常规检测方法涡流检测超声检测磁粉检测射线检测超声波检测定义：利用超声波在物体中的多种传播特性，例如反射、折射、衍射、散射、衰减、声速等的变化，可以无损的探测到物体的几何尺寸、表面余内部缺陷、显微组织的变化等。
缺陷波声波声波的定义：机械振动源产生振动，并在弹性介质中传播的过程。
次声波：< 20Hz 声 波：20 Hz ~ 20 KHz 超声波：20 KHz ~ 109Hz声波类型按频率不同分为次声波、声波、超声波等。
超声波的特性超声波类型根据波动传播时介质质点的振动方向相对于波的传播方向的不同关系，可将波动分为纵波、横波、表面波、板波等。
纵波定义：介质中质点的振动方向与波的传播方向互相平行的波，称为纵波，用L表示。
能承受拉伸应力或者压缩应力的介质可以传播纵波。
传播介质：固体、液体、气体传播方向横波定义：介质中质点的振动方向与波的传播方向互相垂直的波，称为纵波，用L 表示。
产生横波时质点承受的是剪切应力，只有固体才能承受剪切应力。
传播介质：固体传播方向声速定义：声波在介质中传播的速度，或者说声波在单位时间内传播的距离。
影响因素：弹性模量、密度、温度、应力、均匀性、波形介质纵波横波钢5900m/s3230m/s一般固体中，温度越高，声速越低。
钢轨超声波探伤技术及设备介绍ppt课件
超声波探伤仪 — 半数字探伤仪
为抑制模拟探伤仪参数调整繁琐的缺陷，数字技术部分运 用于超声波探伤设备中。近几年，市场上推出了一批带有 微处置器的钢轨超声波探伤仪，这类探伤仪在原有探伤仪 根底上运用微处置器技术，具有仪器任务参数〔衰减器、 报警闸门〕的存储记忆才干，提高了仪器的可用性能。但 超声波探伤中要处置的中心信号－超声波回波信号并没有 数字化，而是同模拟探伤仪一样进展模拟信号处置，因此 无法实现探伤数据的计算机实时处置、自动判伤、数据存 储等复杂功能。所以，此类探伤仪是一种以模拟信号处置 为主，辅以数字处置的探伤仪，不是严厉意义上的数字探 伤仪，可称之为“半数字式〞。半数字探伤仪不仅具有模 拟探伤仪的优点，还有简便了操作。
探伤数据分析管理系统作为智能探伤仪与PWMIS探伤管理 系统的桥梁和接口，将探伤仪存储的探伤数据转换为 PWMIS探伤管理系统可接受的数据，以实现伤损管理自动 化。同时，探伤数据分析管理系统回放探伤仪存储的探伤 数据，重现探伤过程，产生统计报表，实现伤损的分析和 探伤过程的监控管理。
SZT-8智能数字探伤仪--功能特点
探伤任务中存在的问题〔续〕
在探伤任务中，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，在探伤任务中走近路呵斥个别区段的 钢轨没有得到检查，或者以超越允许的速度进展探伤，都 会呵斥钢轨伤损的漏检，给行车平安带来隐患。
运用模拟式探伤仪进展探伤作业时,操作人员需求根据仪 器上的超声波回波信号进展判别和手工记录, 检测的准确 性和可靠性受人为要素影响很大。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 自动记录和处置功能是非常必要的。
CRT显示刷新频率400Hz左右，LCD或EL的刷新 频率普通在50~60Hz，因此，CRT显示的波形稳 定、不失真、不抖动和腾跃，更符合探伤工的习 惯。
钢轨探伤技术和规则_2010.7
1956年德国研制出超声波钢轨探伤车，探 伤速度仅有12km/h ，后提高到18km/h。
1959年美国也研制出全超声钢轨探伤车 。
金属及化学研究所
• 钢轨探伤车是一种大型高科技探伤设备， 集和了声学、机械、电子、自控和计算 机等多种专业技术。
• 探伤灵敏度
内部材质缺陷：约相当于Φ 1.4平底孔。 轨底纵向裂纹：1mm深人工裂纹当量。
• 探伤范围
钢轨长度方向: 全长连续检查. 在横截面上，最小检查面积应达到： 轨头部分：不小于轨头面积的70％； 轨腰部分：不小于轨腰面积的60％
金属及化学研究所
轨底部分：与钢轨腰部下部等宽， 对于60轨约25mm宽。
• 因而国内有些人提议：“安全”应提升为我 国的一项基本国策，与人口、资源、环境一 样受到广泛重视。
• 要抓好安全，除其它因素之外，还必须有手 段和措施，无损检测就是其中一种重要的监 控手段或技术，因而越来越受到重视。
金属及化学研究所
二.常用无损检测方法
------五大常规方法
金属及化学研究所
五大常规方法：
• 4.1.2涡流探伤
探测表面缺陷，国内基本上没开展。
金属及化学研究所
3.2 在役钢轨探伤情况简介 3.2.1 检测缺陷-----主要检查各种疲劳裂纹。
其中最主要的：轨头核伤、螺孔裂纹和其 他各种方向的裂纹及严重的纵向夹杂等。
3.2.2 发展过程
1950年:进口共振式探伤仪----我国超探开端。 60年代:自己生产钢轨探伤仪， 80年代:推出多通道探伤仪，带有前后翻板。 80年代后期:引进大型钢轨探伤车。 近几年推出数字探伤金属仪及化，学研通究所道增多至 8～9个。
钢轨超声波探伤
24
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1. 螺孔回波
37°探头探伤扫查中，距离螺孔中心77mm左右 ，仪器荧光屏刻度4.0左右出现螺孔回波。为 检查出螺孔不同象限的裂纹，钢轨探伤仪均配 置两只37°探头，一个朝仪器推行前方发射的 称为前37°探头，另一个朝仪器推行后方发射 的称为后37°探头。由于两个探头声束方向不 同，螺孔波显示移动过程正好相反,前37°探 头螺孔波从荧光屏大刻度向小刻度移动,后 37°探头螺孔波从小刻度向大刻度移动。
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。
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2. 第一螺孔和轨端探测
ห้องสมุดไป่ตู้
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2. 第一螺孔至轨端部回波
37°探头探测钢轨接头第一孔至轨端间，因钢 轨类型、螺孔位置和轨面状的影响，以及钢轨 端面、顶角、颏部、腰部等反射作用，会产生 很多固有回波，容易与第一螺孔裂纹或轨端裂 纹混淆。现以前37°探头探测50Kg/m轨接头回 波的显示规律为例（仪器按声程1：2调节）， 说明各种回波规律。后37°探头回波规律与前 37°探头相反。
导致探伤灵敏度过低或过高，不利于钢轨探伤。
7
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三、探测范围
铁路钢轨探伤车运用管理办法
铁路钢轨探伤车运用管理办法第一章总则第一条钢轨探伤车（以下简称探伤车）是自轮运行的大型专用检测装备，主要对铁路在役钢轨内部伤损（以下简称钢轨伤损）进行超声波无损检测，部分探伤车还安装了铁路工务巡检系统（以下简称工务巡检系统）。
为加强和规范探伤车的运用管理，保证探伤车技术性能稳定和运用安全可靠，根据《铁路技术管理规程》《大型养路机械使用管理规则》《轨道车管理规则》等规定，特制定本办法。
第二条探伤车运用管理工作坚持科学检测、综合分析、安全运用的原则，总体要求是：（一）严格执行国家和中国铁路总公司（以下简称总公司）的有关标准及规定，合理设置检测参数，动态保持良好耦合，确保获取可靠的检测数据。
（二）建立检测数据地面回放分析制度，在计算机自动分析识别的基础上，通过对检测数据的全程回放、人工判读和周期对比，合理评判钢轨伤损或其他异常。
（三）运用与维护并重，加强对探伤车车辆、检测系统（含超声检测系统、工务巡检系统及其车下悬挂结构）的维修保养，确保安全运行和正常检测。
第三条本办法适用于铁路局各型标准轨距探伤车的运用和管理，米轨探伤车、各合资铁路公司探伤车及其他装有钢轨超声检测系统的专用车辆可参照执行。
第四条探伤车安装的工务巡检系统的运用和管理按照《铁路工务巡检系统运用管理办法》执行。
第二章职责与分工第五条总公司运输局负责拟订全路探伤车运用管理相关规章制度；监督、指导全路探伤车的运用管理工作；组织探伤车技术培训和关键岗位的岗位资格培训；提出总公司铁路基础设施检测中心（以下简称检测中心）探伤车的年度检测计划；推动探伤车的技术发展并安排相关检测试验。
第六条检测中心在总公司运输局指导下，承担全路钢轨探伤监督性检查和调研分析、探伤车超声检测系统年度检定、探伤车技术人员培训和技术服务工作；具体组织探伤车检测试验；制定本单位探伤车操作维护细则；负责本单位探伤车运用管理工作。
第七条铁路局负责编制本局探伤车的年度检测计划；组织实施铁路局管内探伤车的检测、运行工作；制定本局探伤车运用管理细则；制定本局各型探伤车操作维护细则；负责本局探伤车运用管理工作。
钢轨超声波探伤课件
钢轨超声波探伤课件之新建铁路钢轨验收与探伤浅谈新制钢轨与在役钢轨探伤的不同2010年5月铁路探伤网培训资料新轧制钢轨探伤和在役钢轨探伤的区别新钢轨探伤，是指钢厂新制钢轨的探伤。
探伤方法和我们工务段所用的在役钢轨检测目的探伤方法完全不同。
•探伤方法不同。
•探伤标准不同。
•使用仪器工艺不同。
•检测缺陷的性质不同。
两种探伤的比较新制钢轨探伤在役钢轨探伤探伤要求检测冶金缺陷检测疲劳缺陷缺陷性质白点，氧化物夹杂，水平垂直劈裂核伤孔裂水平裂纹等缺陷方向纵向横向仪器设备仪器多达10通道，钢轨行走自动探伤仪器6通道人工推行或大型探伤车执行标准TB/T2344-2003.TB/T 2658.9-1995探伤目的新制钢轨质量新修线路验收保证运营安全在役钢轨的主要检查•轨头：横向疲劳裂纹(核伤）•轨腰：螺孔裂纹•探头分布：都在轨头顶部，•耦合方式：保护膜•轨头探伤灵敏度：横向面状缺陷3毫米平底孔•螺孔裂纹探伤灵敏度：4毫米长槽新钢轨的主要检查•轨头：轨腰：轨底•探头分布：轨头顶部，轨头两侧面，轨腰•耦合方式：水膜式•轨头探伤灵敏度：点状缺陷2毫米平底孔+6分贝•条状缺陷2毫米横通孔+6分贝•轨腰探伤灵敏度：2毫米平底孔+6分贝•轨底探伤灵敏度：1X1X100毫米长槽•注解：直径2毫米+6分贝相当1.6毫米直径平底孔综上所述：•新建线路通车前验收应该使用TB/T2344-2003标准验收线路，使用工务段探伤小车验收钢轨是错误的。
•焊轨厂应使用TB/T2344-2003对焊接前的钢轨进行探伤后再焊接。
至少应对钢轨端部轨腰进行探伤。
•AT钢轨和道岔生产单位应该使用B/T2344-2003标准对钢轨进行探伤。
•钢轨淬火后应使用TB/T2344-2003标准探伤。
•新钢轨探伤是检测纵向缺陷，在役轨探伤是检测横向疲劳缺陷。
总结•我们必须了解两种探伤的目的方法完全不同，从误区中解放出来。
•提高钢轨检测水平，更好的检测素轨，保证今后钢轨在线使用寿命。
铁路道岔钢轨压型段超声波探伤
铁路道岔钢轨压型段超声波探伤内蒙古包头市014040摘要：铁路钢轨多由含有一定碳含量的钢经表面淬火后，再用挤压机挤压而成。
钢轨抗扭能力强，在超低温和超高温环境下都能保持良好的性能。
但钢轨的主要成分是钢材，长期使用后会造成钢材疲劳甚至脆断。
由于列车车轮与钢轨的接触形式是刚性的，钢轨的轻微错位和轨道变形都会导致列车脱轨，对乘客的生命财产安全造成极大的威胁。
关键词：道岔;钢轨压型段;超声波探伤；通过道岔钢轨压型段超声波探伤试验,确定了钢轨压型段超声波探伤的检验方法、检验部位、验收要求等;将试验结果应用到道岔的制作中,取得了满意的效果,达到了预期目标;完善了《标准轨距铁路道岔技术条件》中对道岔钢轨压型段无损探伤的规定。
一、检验方法的确定铁路道岔产品生产中最常用的无损检验方法有:超声波探伤、磁粉探伤、着色渗透探伤3种。
采用超声波探伤能检测出工件的内部缺陷,并进行合格与否的判定,其特点是:检测速度快,成本低,方法多样、灵活。
磁粉探伤能显示出缺陷的位置形状和大小,发现铁磁质工件表面或近表面的缺陷。
着色渗透检测能探测出表面开口缺陷的形貌及分布状态,适用于形状复杂的致密性材料的工件,其特点为检测方法简单、直观。
通过分析比较,认为超声波探伤的方法最适合于道岔产品钢轨压型段部位的检测。
目前,铁路工务部门也是采用超声波探伤的方法对在役钢轨进行检测的。
二、超声波探伤工艺的确定1.探伤扫查面的确定。
通过对《钢轨焊接第1部分:通用技术条件》、《工务作业标准-钢轨超声波探伤作业》、《钢轨超声波探伤方法》3个标准和相关资料的对比分析,根据钢轨断面尺寸及超声波探伤的特点,在试验中将钢轨划分为3个探伤区进行试验,(1)轨头部位(Ⅰ区)探伤扫查面的确定:探伤面与轨头部位扫查区域评价结果见表1,探伤面见2。
经对比分析确定:在轨头顶面对压型段的标准轨部位的轨头区可进行全面扫查,不存在探伤死区;在轨头顶面对压型段的AT轨轨头部位、AT轨与标准轨过度部位的轨头区只能对大部区域进行扫查,存在局部探伤死区,为消除探伤死区将轨头侧面(窄下颚对面)作为扫查面。
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（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
探头在0－1
当70°探头入射点距轨端（60轨）216mm左右，荧 光屏刻度9.2左右，将显示轨端顶角反射波；随着 探头向轨端移动，由位置0移至位置1，回波刻度由
2. 正确区分假象回波 （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。 （2）螺孔反射波：当探测遇到轨面宽度不一，曲线 磨耗严重、马鞍形接头或探头的偏角和位置不当时
，在示波屏二次波范围内将显示螺孔反射波，可通
回波。
在以轨端断面为基准调节70°探头探伤灵敏度时切 勿将二次波起始时的顶角多方位反射回波当作杂波 处理，也不能过高要求一次波位移到0刻度，这样 会导致探伤灵敏度过低或过高，不利于钢轨探伤。
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。
伤。因此，对70°探头的回波信号应有一个正确鉴
别和判断的过程。
1. 伤波的显示 70°探头检测轨头伤损的一般显示规律：
（1）伤波显示在一、二次波交替范围，表面轨头 下颚有伤，但在焊缝部位，应注意区分焊筋轮廓 波 ； （2）伤波显示在二次波范围，表明轨头内外测上 角或近表面有伤，应注意区分表层剥离掉块和鱼 鳞伤； （3）既有一次波，又有二次波，表明轨头内有较 大核伤，伤损位于一、二次重叠扫查区； （4）如果伤波显示近似与轨端断面回波，表明核 伤直径已经很大。
面状态不良外，一般为探伤灵敏度偏低，应及时进行
修正。
（ 4 ）探头入射点移至距轨端 10mm 左右，超 声波经过轨端端面反射至一孔，在荧光屏刻度
4.3 左右显示不完整螺孔波（下图 探头位置 4
），又称倒打螺孔波。该螺孔波与正常螺孔波 不同是受一孔至轨端距离的影响。
（5）当探头入射点刚过轨缝进入另一根轨面时
示连续、短促、重复的回波。
（7）表面擦伤波：若擦伤较浅，在靠近基线刻度 附近显示不规则跳跃波和短回波，若擦伤有一定深 度，则显示在二次波范围内，应仔细探测校正。
五、70°探头注意事项 1.重视现场探伤灵敏度调节与修正；
2.防止接头1m区域核伤的漏检；
3.根据核伤存在规律综合判伤； 4.重视倾斜性核伤的检测； 5.注意探头位置和偏角的检查； 6.重视薄弱处所的检查和校对。
轨道铺筑与探伤检测
第七章 钢轨超声波探伤
第一节 70°探头的探伤
一、一二次波的概念 70°探头采用横波在钢轨轨头内
进行反射式探伤，主要探测轨头
核伤和钢轨焊接接头头部的夹碴
主视图 左视图 俯视图
、气孔和裂纹等。为了一次性检 查较大范围轨头伤损，采用探头 在轨面与钢轨纵向呈一定的偏角
（20°），使入射钢轨中的横波
经轨头下颚二次反射来扩大扫查 范围。
一次波——探头发射的超声波在未被轨头下 颚反射之前，即由伤损（缺陷）或轨端断面 反射的回波。一次波能探测的范围不到轨头
总面积的30%。
一次波
一次波
一次波
二次波——超声波经轨头下颚反射后继续前 进，在尚未被轨顶面反射之前，而由伤损或 轨端断面反射的回波。二次波能探测的范围 约占轨头总面积的60%，二次波束扫查的
70度实测的探测范围示意图
四、70°探头回波信号判断 70°探头属于反射式探伤法，如果无伤损存在，
一般均无显示回波信号（轨端断面波除外）。当遇
到伤损时，根据回波显示和示波屏上深程、水平、 垂直刻度读数可确定伤损所在的位置，并初步判定 其大小。在实际探伤中，由于轨头的复杂情况或仪 器灵敏度调节问题，也会产生假信号，干扰正常判
根据钢轨受力特点，应特别重视有缝接头、焊缝、
曲线上股、大坡道、变坡点和道岔基本轨、鱼鳞伤 地段的检查。
六、核伤定位定量 钢轨核伤除判定伤损性质外，还应通过校对
确定它的位置、大小和深度，以便决定对钢轨
的处理。
四点定位法
基线定位法 校对方法 半波高度定位法 试块对比法
1. 四点定位法 四点法适合于仪器探测范围调节精度不高、核伤 两边都有回波的情况。它是根据探头折射角与缺 陷间形成的三角函数关系，来确定核伤位置和大 小的方法。
9.2向5.0移动，这时二次波由轨端顶角向轨颚方向
移动，同时，在荧光屏刻度4.8处显示轨颚端角波， 探头位置距轨端108mm左右，继续前移，二次回波 波幅下降，一次回波波幅上升，并随着探头从位置 1移向位置2，一次回波由刻度4.6向1.0处移动。
上述是70°探头发射方向和探头移动方向相同的显
示过程（即探头向前发射）。由于钢轨探伤仪上还 装有向后发射的70°探头，因此该探头轨端断面回 波显示正好与上述过程相反，回波从刻度值小向刻 度值大的方向移动，先显示一次回波，再显示二次
1. 螺孔回波
37°探头探伤扫查中，距离螺孔中心77mm左右 ，仪器荧光屏刻度4.0左右出现螺孔回波。为
检查出螺孔不同象限的裂纹，钢轨探伤仪均配
置两只37°探头，一个朝仪器推行前方发射的 称为前37°探头，另一个朝仪器推行后方发射 的称为后37°探头。由于两个探头声束方向不 同，螺孔波显示移动过程正好相反,前37°探
60Kg/m 轨下颏的斜度大，反射波的途径有所不
同，因此，显示回波有一定差异。
（3）探头入射点移至轨端约 35mm左右时，在荧光
屏刻度 2.5左右显示轨端颏部反射波 ( 下图 探头位置 3) 。它是由轨端面和轨颏面形成的端角 ,37°探头扩 散声束在端角上的反射。正常探测条件下，每个钢轨 接头该回波都会显示，且波幅强，如果无显示，除轨
过调节探头横向位置，使螺孔反射波消失。
（3）夹板卡损波：探头距离夹板80~90mm左右时
，仪器报警，在示波屏一、二次波交替处显示回
波，波幅稳定，这是夹板卡损引起的回波，可通 过调节探头横向位置进行判断。 （4）剥落掉块波：轨头侧面飞边或曲线内侧剥 落掉块也会引起超声波的反射，对这种异常反应
要仔细校对，防止凹凸不平水平裂纹下暗藏的核
头螺孔波从荧光屏大刻度向小刻度移动,后
37°探头螺孔波从小刻度向大刻度移动。
前37°探头一般是单探头,后37°
探头是组合探头（内有一个0°探 头），受探头结构的影响，从探 头外壳上看，后37°探头的入射 点比前37°探头后移约10mm，在
观察螺孔波与探头位置对应关系
时，前后37°探头中心离螺孔中
正常螺孔检测回波示意图
，在荧光屏刻度约 3.9 左右显示半个螺孔波 ( 上图
探头位置5),它和倒打螺孔波一样都属于不完整螺 孔波,都是受一孔至轨端的距离影响，不能满足一 个完整螺孔波显示的探测距离，只能显示螺孔波 一部分。当遇有高低接头、压塌或是擦伤（掉块
）接头时，轨缝二端的不完整螺孔波很难显示，
若使用螺孔反报警门，则一孔向二孔向上裂纹不 会产生报警，容易导致漏检，因而需要加以重视 。
在5.0以前显示螺孔波，伤波位移长短与裂纹长度
有一定的对应关系，一般为裂纹越长，显示裂纹 波的起点刻度值越大、回波位移越长。
，因此核伤中心在钢轨纵向位置，可直接读取 B点到C点的中心O1点；
（4）确定核伤顶端离轨面深度（h1）。 根据三
角函数关系，可得h1=0.19BC。 （5）确定核伤垂直高度（h2）。 根据三角函数 关系，可得h2=0.19（AB+CD）。 （6）确定核伤横向宽度和距侧边距离。核伤在 轨头内的横向宽度一般采用延伸法测定，测定时 将探头置于起、落波中点或回波幅值最大的位置 G点，然后横向移动探头位置，分别标出回波刚 好跃落时探头前沿中心对应钢轨处的E、F两点位 置，则E点距轨头侧边的距离即为核伤距侧边的 距离。EF间的距离为核伤横向宽度。
37°探一螺孔时，一般 在荧光屏刻度4.0左右显示完整的第一螺孔回波
（上图 探头位置1）。
（2 ）探头入射点移至距轨端约 100mm 处，在 荧光屏刻度8.0左右有时会显示轨头顶角波（上 图 探头位置 2），该回波是由轨颏和轨面多次 反 射 至 端 角 上 产 生 的 回 波 ， 由 于 43Kg/m 、