淺談有效探測鋼軌傷損

司 健

(濟南鐵路局 濟南工務機械段，山東 濟南250022)

0 引言

隨著我國鐵路的迅速發展，鐵路運輸成為了我國運輸行業中使用最為廣泛的交通工具。 那么為了保證運輸的安全性，線路的安全是重中之重的環節。 為了保證線路的安全暢通，我們作為探傷工應該了解鋼軌產生的各種傷損及其對線路的影響。 同時還要找出，發現并且克制它的有效地方法及措施。

1 淬火軌的負面影響及有效地探測方法

1.1 淬火軌的作用與負面影響

鋼軌是承載列車安全運行的鐵道線路中最為重要的環節之一，曲線上股鋪設的鋼軌，在使用一段時間后由于列車車輪的反復沖撞軌頭內側會逐漸形成側面磨耗，側面磨耗達到一定程度就會直接影響列車的安全運行，將會被視為重傷鋼軌。而不能再繼續使用。為了延長鋼軌的使用壽命，首先就要增強鋼軌頭部的耐磨性能。

為了解決這一問題，近幾年鋪設的無縫線路曲線上股基本都是經過軌頭淬火的鋼軌。軌頭淬火后，鋼軌的硬度得到了提高，增強了耐磨性能， 但也帶來了許多不利因素， 軌頭淬火是從鋼軌踏面往下10～12mm 范圍之間，雖然鋼軌內部化學成分經淬火后沒有改變，但在淬火層與非淬火層之間的晶粒結構卻發生了細微變化，一個金屬整體形成了兩種硬度。 鋼軌斷面的硬度不一樣使它的可焊性能受到了影響，同時隨著硬度的提高軌頭的韌性也隨之降低，韌性降低也就是說鋼軌內部晶粒與晶粒之間相互融合的拉力變小了，拉力小了鋼軌就比淬火前變得脆弱了。這種情況下如果鋼軌在制造過程中有白點、氣泡、偏析等疲勞源存在，鋼軌使用過程中疲勞源逐漸擴大，極易造成鋼軌的突然折斷，給行車安全埋下了極大的隱患。

1.2 探傷方法及措施

作業中從事鋼軌探傷的人員都應該知道鋼軌淬火后給探傷工作帶來的難度和一旦發生斷軌的后果是非常嚴重的，所以我們在從事探傷工作時首先要加強自身的責任感，增強安全意識，加強業務技術的學習，學習新技術，熟練掌握數字化探傷儀的正確使用方法，充分發揮數字化探傷儀的所有技術優勢。 在傳統探傷工藝下，開發創造新的探傷工藝，以適應高速鐵路的發展。

2 魚鱗傷的產生及有效地探測方法

2.1 魚鱗傷的產生及影響

魚鱗傷是起源于軌頭表面一種近似魚鱗狀金屬碎裂的疲勞傷損裂紋始于軌頭內側圓弧附近，順列車運行方向向前延伸，裂紋附近常有黑影。 魚鱗裂紋和黑影沿軌頭橫向發展的寬度一般6mm-20mm，最深點在魚鱗裂紋的前內角，最深可達20mm。

這些魚鱗紋隨著時間的推移會向軌頭橫向和深處發展，發展到深度5mm 以上就很危險了， 因為鋼軌的橫向裂紋是最容易造成鋼軌突然折斷的傷損。 細小的魚鱗裂紋是垂直于鋼軌踏面并伴有一定的傾斜角度，構成了超聲波的角反射原理，探傷儀到此會連續發出嘟嘟的報警聲，并有上下跳動或位移量很小的回波，由于這種現象的干擾會給探傷工準確地判斷核傷帶來很大難度，經驗不足或對傷損認識不清的探傷工遇有魚鱗紋密集地段， 為減少這種干擾就會降低探傷靈敏度，以抑制這種雜波的出現，由于探傷靈敏度發生了變化其結果卻連真正的核傷也很難以檢測出來。

2.2 探測方法

從鋼軌踏面上用傳統探傷工藝難以辨認的可疑波型，增加了用通用探傷儀手執K2.5 探頭從軌頭側面進行檢測的手段， 這種方法可以有效地避開魚鱗紋回波的干擾，并增加了從不同方向、不同位置對軌頭的檢測，雖然速度較慢，但對魚鱗紋密集地段出現的可疑波型或傷損數量異常地段，在沒有更科學、更先進的探傷方法時，這種檢測手段效果很好。靈敏度校正好后在探傷作業中遇有魚鱗紋密集地段不得隨意降低靈敏度，特殊地段還應適當提高靈敏度1dB。 同時要求每個探傷周期調換探頭超聲波發射方向和角度以保證對軌頭的全斷面探測。遇有曲線先調整探頭位置，探頭如壓在魚鱗紋上或緊貼魚鱗紋對探傷效果都不好。然后再加強反向探測，嚴格執行正、反、正方向的探測。探傷儀探頭的配置應不少于三個70°探頭， 其中不少于一個用一次波掃查，兩個用一次波和二次波掃查。 盯住波型顯示，仔細校對出波、落波位置，波型的位移量，波幅的高低以及探頭的位置，70°探頭二次波的位移量超過一大格，波高滿幅且回波清晰穩定，應進行認真校對。

3 軌頭傷損及有效的檢測方法

從目前所掌握的資料分析，鋼軌形成傷損后未被探傷工及時發現而造成斷軌的主要有兩種傷損：（1）軌頭傷損；（2）焊縫傷損。雖然螺孔裂紋傷損占傷損總量的比例很大，但基本都能探測出來，所以目前對軌頭和焊縫探傷的工藝可能存在一定的問題需要加以改進。

隨著無縫線路的延長，鋁熱焊縫的數量也隨之增加，但我們使用的焊縫探傷儀卻做不到對焊縫的全斷面探測。軌腰與軌底連接的圓弧處就無法探測。 用矩陣探頭探測軌底，這一區域雖然有可能掃查到但卻無法接收回來。 用k2.5 或k2 探頭在軌底上部探測，由于鋁熱焊縫焊道寬，焊筋肥大，焊筋反射波強烈，而且焊筋的外觀也不盡相同，焊筋反射波的出波位置亦不固定。所以焊筋與傷損的反射波根本無法區分。

鋼軌焊補由于焊接工藝等等原因，大多數焊補層與鋼軌母材金屬晶粒組織不連續， 由于兩者之間的不連續這一區域最易造成傷損，也是由于不連續超聲波是無法射及到的。

現在延用的70°探頭偏斜20°角探測軌頭，對于60kg/m 鋼軌軌頭偏中核傷的探測不利，由于現場核傷傾斜角度不同雖然在聲束覆蓋范圍之內，但它的反射方向卻發生了變化，使得探傷儀發現了傷損卻無法顯示，建議探測60kg/m 鋼軌時探頭偏斜16°或18°。

鋼軌探傷不同于超聲波對其它工件的探傷，它是室外作業，是被檢對象不動，移動探測儀器來進行探傷作業的，所以在進行鋼軌探傷時必須要遵循接頭、焊縫站；小腰慢；大腰勻速探的檢查原則。 慢走細檢，兼顧氣候變化對探傷儀靈敏度的影響，不放過任何一個可疑波型。我車間由于認識到了淬火軌對探傷工作的負面影響，并及時采取了有效的檢測手段，探傷質量得到了明顯提高。

4 結束語

通過調研使我感受到了所學基本理論知識基本技能和專業知識在現場實際操作的重要性。 有效的運用理論知識指導現場實際操作，達到理論知識與生產實踐相結合的目的，鍛煉和提高了自己的業務素質。 在工務部門的實際工作中，體會到了設備質量與安全生產以及保證行車和人身安全是分不開的。 由此可見，我們學習和掌握基本理論知識和技能專業知識是必不可少的。