鋼軌探傷技術發展與應用分析

路濟源

摘要：鐵路運輸現在是我國不可或缺的一種運輸方式，然而在火車運行過程中，火車會不斷的與鋼軌發生沖擊、擠壓或者是摩擦，鋼軌在這種反復的作用下，極易會出現裂紋，進而引發一系列交通事故，因此鐵路運輸的安全性是非常重要的。在本篇文章中主要介紹了國內外鐵路鋼軌探傷技術的發展，在此基礎上，對我國的鋼軌探傷技術的傳感器結構和速度檢測等技術進行了闡述分析，并提出了我國鐵路鋼軌探傷車的發展方向和工作建議。

關鍵字：鋼軌;探傷;檢測;應用

一、國外鐵路鋼軌探傷車技術發展和應用

1.北美鐵路

目前大型鋼軌探傷車在國外發達國家已經有四五十年的歷史，他們早已經替代了人工探傷設備，并且先進的鋼軌探傷車技術是利用超聲波檢測來探測鋼軌內部的裂紋，這種技術靈敏度高、檢測速度快、經濟性好。對于美國的鋼軌探傷車制造企業來說，他們的地區冬季溫度較低，而鐵路運輸是以運輸貨物為主，因此，北美地區探傷車均采用的是輪式超聲波感應器，他們的探傷車車體主要采用公鐵兩用車，傳感器的伺服系統采用小車形式，把傳感器伺服系統懸掛在車下或者車尾，不進行作業的時候收起小車，車輛也可以在公路上正常行駛。

2.歐洲鐵路

對于歐洲鐵路來說，采用的是滑靴式超聲波傳感器，他們的探傷車車體可以自帶動力，在小車的腹部安裝獨立可收放的檢測小車。為了提高探測速度，英國某公司生產的探傷車采用了最新的轉向架安裝模式，這種模式將滑靴式超聲波傳感器安裝在轉向架兩頭的中間，加強了探測的靈敏度，同時也使小車的探傷功能更加強大。對于美國的探傷技術來說，英國鐵路標準車輛自帶動力，并且超聲波傳感器早期為滑靴式，后來逐漸過渡到輪式，主要是采用轉向架安裝的模式。

3.日本鐵路

日本鐵路探傷車主要是自產為主，少量是澳大利亞進口，他們的探傷車車體采用鐵路的專用車輛，探測速度是歐洲鐵路探測速度的一半，大概是在30km/h-40km/h。日本探傷車自澳大利亞公司進口，探傷車采用輪式傳感器，它的最高檢測速度可以達到33km/h每小時，此外，日本探傷車具有探傷和軌道測量雙重功能，這樣的功能可以對他上車獲得的數據進行事后處理，可疑傷損數由人工進行復核。

其他國家和地區的鐵路

東歐和前蘇聯地區采用超聲波及電磁感應方式進行鋼軌探傷。他們的探傷設備有電磁感應探傷車、大型超聲波探傷車和探傷小車等。冬季一般采用低溫耦合液和電加熱的方式來提高探傷作業。而澳大利亞及部分亞洲國家以大型超聲波探傷設備為主，他的傳感器形式有輪式也有滑靴式，探測速度大概在20km/h-40km/h。對于以色列來說它采用的是滑靴式超聲波傳感器，他們的探傷車的速度是在70km/h，速度相比于澳大利亞和部分亞洲國家較快，并且他們的探測小車可以實時變軌，根據實際情況來改變小車的探測軌跡。

二、我國鐵路鋼軌探傷車技術的發展和應用

我國的通用數字化探傷車技術開始于上個世紀80年代末，第一臺探傷車是從澳大利亞JEMCO公司引進的。并且在1989年武漢中科創新技術公司研發了數字超聲探傷儀，它的研制成功結束了長久以來的常規超聲探傷技術在我國市場壟斷局面，為超聲探傷技術的數字化進程邁上了一步。1993年開始，我國從美國某公司引進了sys-1000型探傷車，它的檢測速度可以達到40km/h。近些年來，美國SPERRY公司針對中國鐵路最新開發了1900型檢測系統，但是在聲學設計上借鑒我國鐵路小型鋼軌探傷儀的技術特點。截止到2010年，我國鋼軌探傷車在使用數量已達到了26臺。其中有四臺可以達到40km/h，22臺可以達到60km/h，可以看出我國鐵路探傷車的應用日益成熟，并且管理逐步規范，據調查顯示，我國權路探傷總里程2.36萬千米，單車年均檢測里程超1萬千米，就這些數據可以看出我國鐵路探傷車的運用效率大大超過歐美鐵路。

三、我國鐵路鋼軌探傷車的發展方向

檢測速度定位。根據世界鐵路鋼軌探傷超技術的發展現狀，按照經濟實用的原則，確定我國探傷車檢測速度定位。對于我國高速鐵路而言，探傷車檢測速度相對于機動組而言差距仍然很大。我們在進行高速鐵路的探傷時，必須安排在夜間天窗時間檢測，這種情況下才可以適應高速鐵路的類型管理模式。對于客貨共線的鐵路來說，目前理想的探測速度在80km/h-100km/h，這樣的探測速度雖然不夠快，但是不至于對鐵路運輸造成太大的影響。

要進行輪式傳感器和滑靴式傳感器的合理選擇。從國外的探傷車技術應用中可以看出，輪式傳感器對線路的適應性更好，對于有縫或者是軌頭不良的情況，可以有針對性地探測。而對于滑靴式傳感器來說，它對軌頭的形狀有著嚴格的要求，側面的磨損和軌道之間的縫隙。都會導致滑靴失水，進而影響檢測的效果。由于滑靴式這種耦合水消耗量大的特性，這種傳感器很難在我國北方寒冷地區的冬季進行使用，更適合在我國長江流域的線路使用。此外，在過去人們普遍認為滑靴式傳感器的主要優點是檢測速度很高，相比于普通輪式技術來說，滑靴式的檢測速度是普通輪式的兩倍以上，這也是許多歐洲地區選擇滑靴式傳感器的原因，但是隨著科技的不斷發展，輪式傳感器結構已經得到了巨大的改善，我國鐵路投入使用的探傷車均采用輪式傳感器，并且經過實際情況得出，這種輪式傳感器在我國鐵路具有良好的適用性，因此我國未來鐵路探傷車的發展仍然要以輪式傳感器為主，滑靴式傳感器為輔。? 世界范圍內超聲波傳感器的安裝模式主要有檢測小車模式和轉向架安裝模式兩種。對于轉向架安裝模式來說，它的檢測速度較高，其速度是檢測小車模式的兩倍左右。但是檢測小車模式傳感器的優勢是它對中機構要求稍低，由于檢測小車采用的是變軌距結構，而轉向架安裝模式采用定軌距設計，因此兩者對中機構的要求不同。在安全性能方面，轉向架安裝模式有固定軌距并有車體重量加壓，它的防脫軌性能優于檢測小車模式，安全性相對較高，除此之外，由于車下支撐輪胎的機械結構不能與轉向架軸箱分離，所以在運行時，轉向架安裝模式也可以承受一定沖擊，它的運行速度也高于檢測速度。

鋼軌探傷管理模式探討

新建的高速鐵路鋼軌探傷具有站間距較大的特點。因此小型的探傷儀難以完成對高速鐵路的探傷，而鋼軌探傷車具有自動化程度高、檢測效率高、檢測數據可追溯等特點，還可以使用計算機輔助傷損識別，因此，對于部分線路來說探傷車取代探傷儀是必然的發展趨勢。此外，根據實踐表明，鋼軌的狀況對檢測結果會有較大的影響，所以工作人員要對鋼軌進行不斷的維護和檢測。焊接時要做好焊筋打磨，減少焊筋反射產生的干擾。在運用管理方面，為了保證操作人員良好的精神狀態，減少因運輸原因造成的作業操勞，可以按照鋼軌的探傷周期將探傷車的檢測運行納入到運行圖當中。并且由鐵路總公司基礎設施檢測中心為試點單位提供技術支持，根據探傷車裝備規模逐漸推廣這種技術。

下一階段的工作建議

經過歷時一年多的技術談判，2010年5月，美國公司與中國有關企業簽署了1900系統技術的許可協議，在簽署這一協議之前，我國發現了美貸二期引進的探傷車存在的主要問題是探輪更換空間狹小，導致了操作人員同時調整兩套框架的自動對中非常困難，因此要擬對雙轉向模式探輪結構進行優化，同時還要改進測量結構和軸箱懸掛方式，改善探輪的空間。

總結

總而言之，在如今鐵路運輸十分發達的情況下，鐵路運輸的安全應該受到各行各業人們的重視，在鐵路探傷技術發展過程當中，也需要進行設備和技術的不斷改進，保證鐵路運輸可以安全有序的進行。

參考文獻：

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