钢轨探伤车技术发展与应用

运营·管理钢轨探伤车技术发展与应用 徐其瑞 等

1 国外铁路钢轨探伤车技术发展与应用

大型钢轨探伤车在国外发达国家的应用已有四五十年的历史，早已替代人工探伤设备，成为检测在役钢轨伤损的主要手段。由于超声波检测钢轨疲劳裂纹和其他内部缺陷具有灵敏度高、检测速度快、定位准确、经济性好等优点，目前国内外探伤车都采用超声波探伤技术。1.1 北美铁路

美国SPERRY公司既是钢轨探伤车制造企业，同时也提供钢轨探伤检测服务。北美地区及部分墨西哥铁路钢轨探伤任务主要由SPERRY公司和HERZOG公司承担，SPERRY公司约占75%的市场份额，钢轨探伤车保有量约100台。

由于北美地区冬季温度较低，铁路运输以货运为主，有大量有缝线路，因此北美地区探伤车均采用轮式超声波传感器。

北美地区探伤车检测速度为25～40 km/h，绝大多数采取停顿式作业方式，即探伤车发现可疑伤损后立即停

钢轨探伤车技术发展与应用

徐其瑞：铁道部运输局基础部，工程师，北京，100844

刘 峰：铁道部基础设施检测中心，助理研究员，北京，100081

摘　要：在介绍国内外铁路钢轨探伤技术发

展与应用的基础上，对我国铁路钢轨探伤车

检测速度定位、2种传感器结构及2种安装方

式对比进行阐述和分析，探讨钢轨探伤管理

模式，提出未来我国铁路钢轨探伤车的发展

方向及工作建议。

关键词：钢轨；探伤；检测；应用

钢轨探伤车技术发展与应用 徐其瑞 等

车，由探伤车操作员现场复核，确认后做标记并通知铁路维修部门，然后继续检测。因此实际平均检测速度多在10 km/h左右，单车年均检测里程约2 000 km。

北美地区探伤车车体主要采用公铁两用车，轮式传感器的支撑伺服系统采用小车形式，悬挂在车下或尾部，不作业时收起小车，车辆可以在公路上正常行驶。

1.2 欧洲铁路

瑞士SPENO公司承担法国、瑞士及西欧多个国家的探伤车制造及钢轨探伤检测任务。自1984年起该公司陆续向欧洲、亚洲和非洲的多个国家出售探伤车约30台。采用滑靴式超声波传感器，一般检测速度40 km/h，标称最高检测速度可达70～90 km/h。探伤车车体采用自带动力的铁路标准车辆，车体腹部安装独立可收放的检测小车。

英国EURAILSCOUT公司生产的探伤车在比利时、瑞士、德国、丹麦、意大利、挪威、荷兰、西班牙等国使用，采用滑靴式超声波传感器，标称最高检测速度可达100 km/h。探伤车车体采用自带动力的铁路标准车辆。为提高检测速度，该公司最新开发的UST02型探伤车传感器采用转向架安装模式，即将滑靴式超声波传感器安装在非动力转向架两轴中间。

美国SPERRY公司欧洲分公司（原隶属英国国铁，在英国国铁私有化过程中被SPERRY收购）主要服务英国铁路，现在已逐步将业务拓展至欧洲大陆。与SPERRY美国公司完全不同，其技术路线沿用英国既有模式，采用自带动力的铁路标准车辆，采用转向架安装模式，超声波传感器早期为滑靴式、后来逐渐过渡到轮式，检测速度达到80 km/h。

1.3 日本铁路

日本铁路探伤车主要为自产，另有少量澳大利亚进口，探伤车车体均采用铁路专用车辆，检测速度为30～40 km/h。日本探伤车具有探伤和轨形测量（测定磨耗等）双重功能。生产探伤车的公司为TOKIMEC（东京计器）公司，采用滑靴式超声波传感器，检测速度为40 km/h，已在新干线等多条线路上运用。自澳大利亚GEMCO公司进口的探伤车采用轮式传感器，最高检测速度33 km/h。单车年均检测里程约5 000 km。

欧洲、日本铁路大多采用连续检测模式，即对探伤车获得的数据进行事后处理，可疑伤损由人工另行复核。1.4 其他国家和地区铁路

前苏联及东欧地区铁路主要采用超声波及电磁感应方式进行钢轨探伤，探伤设备包括人工探伤小车、电磁感应探伤车、大型超声波探伤车。标称检测速度70 km/h，但实际投入使用的速度要低一些。冬季采用低温耦合液及电加热方式进行探伤作业。

澳大利亚及部分亚洲国家以大型超声波探伤车为主要检测设备，探伤车制造企业有SPENO澳大利亚公司和GEMCO公司，传感器形式有轮式及滑靴式，检测速度为25～40 km/h，单车年检测里程约2 000～3 000 km，停顿式作业方式。

以色列SCANMASTER公司生产的SFB-100型钢轨探伤车检测速度为70 km/h，采用滑靴式超声波传感器加可变轨距检测小车模式。

2 我国铁路钢轨探伤车技术发展与应用

我国从1989年开始尝试引进大型钢轨探伤车。第一台探伤车是从澳大利亚GEMCO公司引进的，但是该设备一直未能达到合同要求的技术指标。1993年开始从美国Pandrol Jackson公司（股权两度变化，现在该业务由SPERRY公司掌握）引进SYS-1000型探伤车，于1994年成功投入使用，检测速度40 km/h；2000年以后，SPERRY公司在SYS-1000型检测系统基础上开发了Frontier型检测系统，检测速度达60 km/h；近年来，SPERRY公司针对中国铁路最新开发了1900型检测系统，在声学设计上借鉴我国铁路小型钢轨探伤仪的技术特点，增加偏转70°超声波探头，以期提高对轨头核伤的检测能力；探轮直径由6.5英寸改为9英寸，以减小超声波轮内声程。

截至2010年12月，我国铁路在役钢轨探伤车26台，其中40 km/h等级4台、60 km/h等级22台（含8台60 km/h 升级改造车）；4台采用S Y S-1000系统，17台采用Frontier系统，5台采用1900系统。

2000年以来，我国铁路探伤车的应用日益成熟，管理逐步规范。根据2010年的统计数据，全路探伤总里程28.36万km，单车年均检测里程超过1万km，运用效率大大超过欧美铁路。

转向架安装模式机械结构在英国铁路已成熟应用多年，为进一步提高探伤检测速度，2007—2008年，在中