鋼軌探傷儀計量檢定若干問題

劉培

摘要：鋼軌主要承受車輪的荷載部分，并將其傳與軌枕，是軌道的重要組成部分，其質(zhì)量與狀態(tài)直接影響軌道交通能夠順利運(yùn)行，鋼軌探傷儀能夠深入查看鋼軌內(nèi)部或表面?zhèn)麚p程度，為了使其保持正常狀態(tài)，相關(guān)部門工作人員需要對其進(jìn)行計量檢定，通過分析計量檢定項目，進(jìn)一步提出可行性操作建議。

關(guān)鍵詞：鋼軌探傷儀;計量檢定;問題;分析

當(dāng)前我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅猛，城市人口持續(xù)增長，出行量不斷上升。政府相關(guān)部門采取有效措施，加快城市軌道交通的建設(shè)，從而有效解決城市日益擁堵的問題，鋼軌作為其中必不可少的部分，其每天承受大量荷載，會出現(xiàn)不同傷損，直接影響城軌交通運(yùn)行的安全性。探傷儀能夠直觀地將鋼軌傷損程度顯示出來，對傷損進(jìn)行精準(zhǔn)定位，具備良好的性能指標(biāo)。但是，如果指標(biāo)出現(xiàn)問題，就造成傷損漏檢，使鐵路運(yùn)輸存在安全隱患。因此，相關(guān)部門應(yīng)高度重視鋼軌探傷儀計量檢定工作的重要性。

一、鋼軌探傷儀衰減器衰減量誤差檢定

衰減器從某種意義上來講是一個能夠調(diào)節(jié)物體阻礙電流通過的具體數(shù)值大小的電阻。當(dāng)換能器接收到反射回波后，換能器的核心部件晶片在交變拉壓應(yīng)力作用下產(chǎn)生交變電場，將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽a(chǎn)生有電壓值的電信號，從而傳送至鋼軌探傷儀主機(jī)。衰減器接收到信號電壓時，就會實(shí)施衰減，使信號電壓在鋼軌探傷儀屏幕上能夠按照相關(guān)要求顯示出回波相關(guān)高度。鋼軌探傷儀主機(jī)衰減器的衰減量和反射回波幅度的高低存在嚴(yán)格的對應(yīng)關(guān)系，在同一回波下，鋼軌探傷儀主機(jī)衰減器的衰減量愈大，在探傷儀屏幕上顯示出來的回波高度就愈向下，即提高衰減器的衰減量，回波高度就會逐漸下降。當(dāng)鋼軌探傷儀中衰減量調(diào)至60dB時，降低標(biāo)準(zhǔn)衰減量，不能使回波高度恢復(fù)到百分之百，造成這個區(qū)段的衰減量出現(xiàn)誤差，并無法進(jìn)行計算，對鋼軌探傷儀衰減器相關(guān)項目的檢定最終結(jié)果有巨大影響。[1]

二、鋼軌探傷儀水平線性誤差檢定

在檢定鋼軌探傷儀水平線性誤差相關(guān)項目檢定過程中，鋼軌探傷儀屏幕中11個波只顯示9個，其中第一個波和倒數(shù)第一個波都不被顯示，經(jīng)驗深入的分析與研究，由于第一個波在鋼軌探傷儀的阻塞區(qū)間內(nèi)，所以不被顯示，在鋼軌探傷儀水平線上靠近零位的地方是鋼軌探傷儀的阻塞區(qū)域，在這個區(qū)域內(nèi)接收的任何波形都會受到不同程度的抑制，因為第一個波無法被顯示出來。而倒數(shù)第一個波因為波形的位置處在鋼軌探傷儀屏幕的邊緣，因此，在實(shí)際操作中也不能被顯示出來。所以，在進(jìn)行鋼軌探傷儀水平線性誤差項目過程中，將能提供各種頻率、波形和輸出電平電信號的設(shè)備輸出波數(shù)量設(shè)置為9個波就可以，9個波中第一個對應(yīng)的是早先的第二個波的波位，按此標(biāo)準(zhǔn)向同類推理，就可以將所有波全部顯示出來。另外，按照鋼軌超聲波探傷儀文件的相關(guān)要求，鋼軌探傷儀主機(jī)屏幕上所顯示的信號振幅是垂直指針指向最大值的百分之八十，但是，在進(jìn)行準(zhǔn)備檢定工作時，經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)鋼軌探傷儀主機(jī)屏幕上9個波的波動程度指標(biāo)不一樣，不能滿足9個波的波動程度指標(biāo)全都達(dá)到垂直指針指向最大值的百分之八十這樣的要求。經(jīng)深入研究發(fā)現(xiàn)，造成這種現(xiàn)場的原因可能是因為沒有關(guān)閉距離幅度曲線功能，在實(shí)際操作過程中，可以先將距離幅度曲線功能關(guān)閉，之后再進(jìn)行檢定工作，隨后鋼軌探傷儀屏幕上的所有波形就能夠滿足相關(guān)規(guī)程要求，盡管在進(jìn)行鋼軌探傷儀水平線性誤差項目過程中，相關(guān)規(guī)程沒有要求關(guān)閉距離幅度曲線功能，但如果不對其進(jìn)行關(guān)閉操作，就不能達(dá)到規(guī)程后續(xù)檢定要求。所以，建議在進(jìn)行鋼軌探傷儀水平線性誤差檢定工作中關(guān)閉距離幅度曲線功能。

三、鋼軌探傷儀垂直線性誤差檢定

進(jìn)行鋼軌探傷儀垂直線性誤差項目檢定過程中，首先要使鋼軌探傷儀屏幕上顯示出符合滿幅度要求的波形，之后用衰減器逐個進(jìn)行衰減2dB，并記錄好每一次衰減后波形振幅的百分比，這個過程需要進(jìn)行8次，完場8組數(shù)據(jù)的記錄后，計算出每組數(shù)據(jù)的相關(guān)理論值之間存在的誤差。在檢定過程中，建議在能產(chǎn)生某些特定的周期性時間函數(shù)波形，如正弦波、方波、三角波、鋸齒波和脈沖波等信號器上調(diào)整好信號延時，使波形顯示在鋼軌探傷儀屏幕水平基線第4到第8格之間，并且盡量使波形的前端靠近縱向分隔線上，這樣才能在獲取信號振幅百分比時不會出現(xiàn)誤差，做到更精準(zhǔn)化，降低因為讀取數(shù)據(jù)不精準(zhǔn)而造成誤差。另外，在進(jìn)行衰減之前，需要確保衰減器最少有20dB的余量，不然，衰減余量不夠會導(dǎo)致測得的數(shù)據(jù)不完整。[2]

四、對特有檢定項目的相關(guān)檢定操作建議

4.1采樣誤差檢定

如果采樣速度和超聲波振蕩頻率兩者之間的比值不夠大，可能會造成采集不到最高峰值，嚴(yán)重時還會有漏檢的情況出現(xiàn)。所以，在檢定時，應(yīng)第一時間找到上限截止頻率，這樣就不會出現(xiàn)波形失真的現(xiàn)象發(fā)生。在測試上限截止頻率時，首先要減少衰減量3dB，之后再提升信號頻率，促使信號振幅能夠恢復(fù)到原始的百分之八十。在進(jìn)行相關(guān)操作時，在衰減量降低3dB后，建議可以通過提升輸出信號頻率使波形幅度恢復(fù)到原先的百分之八十。[3]

4.2響應(yīng)時間檢定

響應(yīng)時間檢定的主要目的是檢測鋼軌探傷儀主機(jī)屏幕響應(yīng)時間能夠符合相關(guān)規(guī)定要求。在檢定過程中，應(yīng)關(guān)閉鋼軌探傷儀主機(jī)距離幅度曲線功能，之后再對能產(chǎn)生某些特定的周期性時間函數(shù)波形信號器進(jìn)行調(diào)節(jié)，使其輸出一個頻率為FU的單周期正弦波信號，這個頻率就是在采樣誤差項目檢定中測出的上限截止頻率，而不是檢定員設(shè)置的2兆赫。在檢定初始環(huán)節(jié)，大多數(shù)檢定員很容易將單周期正弦波頻率簡單設(shè)置為2兆赫，這樣會直接影響檢定結(jié)果，造成檢定錯誤。

結(jié)束語：

鋼軌探傷儀計量檢定工作仍處于不斷探索和總結(jié)經(jīng)驗的階段，雖然還存在一些問題，但是，通過鋼軌探傷儀計量檢定工作中總結(jié)的經(jīng)驗教訓(xùn)，可以在使用鋼軌探傷儀的過程中，改進(jìn)操作方式，制定一些建議措施，使城市軌道交通路線設(shè)計更加合理。

參考文獻(xiàn)

[1]王志超， 俞蓉. 關(guān)于鋼軌探傷儀計量檢定若干問題的探討[J]. 鐵道技術(shù)監(jiān)督， 2019， v.38;No.365（12）：86-89.

[2]馬躍平. 淺析鋼軌探傷的現(xiàn)狀問題及解決思路[J]// 鐵道工務(wù)探傷技術(shù)研討會.2018.v.40;No.445（11）：336-369.

[3]張學(xué)成， 王強(qiáng). 數(shù)字鋼軌探傷儀在鋼軌探傷中的應(yīng)用[J]// 鐵道工務(wù)探傷技術(shù)研討會. 中國鐵道學(xué)會;中國鐵路總公司， 2019，v.38;No.16（001）：58-60.

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