铁路道岔超声波探伤技术应用

铁路道岔超声波探伤技术应用

王国博

哈尔滨铁道职业技术学院 黑龙江省 哈尔滨市 150066

摘要：超声波技术是无损检测技术的主要手段之一，广泛应用于高铁钢轨焊缝检测中。本文阐述了超声波探伤仪在道岔探伤中的使用及注意事项，为铁路工作人员提供一定的指导和帮助。

关键词：铁路工程 道岔 超声波探伤

铁路是我国交通运输的大动脉，是推动我国经济高速发展的重要运输途径，我国铁路系统坚持自立创新、结合科技的发展道路，铁路的总里程现已跻身世界前列。钢轨是铁路交通运输的基石，由于近年来铁路运输的承重量大以及运输次数频繁，再加上外在环境的影响，引起钢轨疲劳以及内部组织损伤，若不及时发现和解决，钢轨轻则产生裂纹，重则产生断裂，就可能造成重大的铁路交通事故。为了保证钢轨服役状态和列车运营的安全性，铁路工务部门定期采用钢轨探伤车、钢轨探伤仪等多种探伤手段相结合的方式对钢轨进行探伤，以排除钢轨轨头、轨腰和轨底是否存在核伤、横纵向裂纹等伤损。

一、超声波探伤原理

超声波是指频率大于20kHz的机械波，在金属探伤中使用的超声波频率为0.5-10MHz，其中2-5MHz的超声波穿透性最好，因而常用于钢轨探伤等领域。超声波在钢轨中传播时，由于缺陷的存在，出现不连续的特性，因而导致声阻抗的不同，当超声波经过这两种不同声阻抗的界面时就会发生反射，在萤光屏上形成脉冲波形。根据这些反射回来的能量变化以及交界面的声阻抗差异，反射回来的脉冲波形来判断缺陷位置和大小。

二、道岔探伤实例

2.1尖轨

1、尖轨拉杆连接孔部位扫查范围。尖轨拉杆连接孔扫查。使用单K1（8×12）探头轨腰DAC曲线，把K1（8×12）探头放置在尖轨平面正、反两个方向对尖轨拉杆连接孔进行扫查；扫查时，确保探测部位有足够的声束覆盖。尖轨拉杆连接孔至探测面间扫查。使用单K2.5（8×12）探头轨底DAC曲线，把K2.5（8×12）探头放置在电务第一牵引尖杆轨平面正、反对尖轨拉杆连接孔至探测面间部位进行扫查；扫查时，确保探测部位有足够的声束覆盖。

2、尖轨轨面宽30mm-50mm部位扫查。使用单K2.5（13×13）探头轨头DAC曲线，把K2.5（13×13）探头放置在尖轨轨面正、反两个方向对尖轨轨面宽30mm-50mm轨头区域进行扫查；扫查时，确保探测部位有足够的声束覆盖。尖轨轨面宽15mm-50mm部位扫查。使用单K2.5（13×13）探头轨头DAC曲线，把K2.5（13×13）探头放置在尖轨侧面上正、反两个方向对尖轨轨面宽15mm-50mm轨头区域进行扫查；扫查时，确保探测部位有足够的声束覆盖。

3、尖轨跟端变截点前后150mm部位扫查。使用单K2.5（8×12）探头轨底DAC曲线，把K2.5（8×12）探头放置在尖轨跟端变截点轨底面部位正、反两个方向对两股尖轨四面跟端变截点前后150mm轨底区域进行扫查；扫查时，确保探测部位有足够的声束覆盖。

2.2可动心轨

1、长心轨顶面宽30mm-50mm轨头部位扫查。使用单K2.5（13×13）探头轨头DAC曲线，把K2.5（13×13）探头放置在长心轨顶面正、反两个方向对长心轨顶面宽30mm-50mm轨头区域进行扫查；扫查时，确保探测部位有足够的声束覆盖。

长心轨顶面宽30mm-50mm轨腰部位扫查。使用单K1（13×13）探头轨腰DAC曲线，把K1（13×13）探头放置在长心轨顶面正、反两个方向对长心轨顶面宽30mm-50mm轨腰区域进行扫查；扫查时，确保探测部位有足够的声束覆盖。

长心轨顶面宽15mm-50mm轨头部位扫查。使用单K2.5（13×13）探头轨底DAC曲线，把K2.5（13×13）探头放置在长心轨头侧面正、反两个方向对长心轨顶面宽15mm-50mm轨头两侧区域进行扫查；扫查时，确保探测部位有足够的声束覆盖。

2、短心轨顶面宽30mm-50mm轨头部位扫查。使用单K2.5（13×13）探头轨头DAC曲线，把K2.5（13×13）探头放置在短心轨顶面正、反两个方向对短心轨顶面宽30mm-50mm轨头区域进行扫查；扫查时，确保探测部位有足够的声束覆盖。短心轨顶面宽30mm-50mm轨腰部位扫查。使用单K1（13×13）探头轨腰DAC曲线，把K1（13×13）探头放置在短心轨顶面正、反两个方向对短心轨顶面宽30mm-50mm轨腰区域进行扫查；扫查时，确保探测部位有足够的声束覆盖。

3、短心轨顶面宽15mm-50mm轨头部位扫查。使用单K2.5（13×13）探头轨底DAC曲线，把K2.5（13×13）探头放置在短心轨头侧面正、反两个方向对短心轨顶面宽15mm-50mm轨头区域进行扫查；扫查时，确保探测部位有足够的声束覆盖。

2.3叉跟尖轨顶面30mm-50mm,侧面15mm-50mm部位扫查范围

叉跟尖轨顶面30mm-50mm轨头部位扫查，使用单K2.5（13×13）探头轨头DAC曲线；叉跟尖轨顶面30mm-50mm轨腰部位扫查，使用单K1（13×13）探头轨腰DAC曲线。探头放置在叉跟尖轨顶面正、反两个方向对长心轨顶面宽30mm-50mm轨腰区域进行扫查；扫查时，确保探测部位有足够的声束覆盖。

2.4叉跟尖轨顶面15mm-50mm轨头部位扫查。使用单K2.5（13×13）探头轨底DAC曲线。辙叉后趾变截面(或刨切点)前后150mm部位扫查。使用单K2.5（8×12）探头轨底DAC曲线，把K2.5（8×12）探头放置在尖轨跟端变截面轨底面部位正、反两个方向对辙叉后趾变截面(或刨切点)前后150mm轨底区域进行扫查；扫查时，确保探测部位有足够的声束覆盖。

2.5短心轨后弹性可弯部位扫查范围

前后150mm轨头扫查，使用单K2.5（13×13）探头轨底DAC曲线；短心轨弹性可弯点前后150mm轨腰扫查，使用单K1（13×13）探头轨腰DAC曲线；短心轨弹性可弯点前后150mm轨头侧面扫查，使用K2.5（13×13）探头轨底DAC曲线。探头分别放置在短心轨弹性可弯点、短心轨后弹性可弯点顶面、短心轨后弹性可弯点轨头侧面的正、反两个方向前后150mm区域的轨头区域进行扫查；扫查时，确保探测部位有足够的声束覆盖。

2.7翼轨轨头、焊缝、轨腰螺孔部位扫查范围

1、翼轨轨头扫查。使用K2.5（13×13）探头轨头单DAC曲线。翼轨轨头、焊缝、轨腰螺孔部位扫查，使用K1（13×13）探头轨腰单DAC曲线，把K1（13×13）探头放置在翼轨轨头上从第2间隔铁往尖轨方向正、反两个方向对翼轨轨头前后（含焊缝）2m轨头区域进行扫查；扫查时，确保探测部位有足够的声束覆盖。

2、钢轨探伤仪器检查翼轨。须停车分别手持70°、37°探头对翼轨轨头和焊缝以及轨腰螺孔部位全面进行扫查。

三、注意事项

1、对可动心轨探伤时需电务配合搬动道岔，完成可动心轨轨头密贴部位的检测。

2、严格落实焊缝探伤作业标准，作业前按规定校准探头灵敏度。

3、作业中，清除心轨侧边的油泥等污物，并使用细砂纸进行打磨，保证探测面光滑、平整。并注意监控探头与轨面的耦合状态，确保探伤效果。

4、道岔型号不同，由轨面宽度确定重点探测长度。

5、发现异常波形，采取多种探伤方法复核确认。

6、检查道岔的同时，应对防跳轮、辊轮、限位器、间隔铁、支距扣板、防跳卡铁、轨撑、护轨螺栓、长短心轨联结螺栓、开口销等零配件结合手工重点检查。

7、作业结束擦除轨面剩余的耦合剂，并确认随身携带物品无遗落。

参考文献：

[1]李金川.超声波技术在高铁钢轨焊缝探伤中的应用[J].设备维修与管理,2009.

[2]王黎黎.钢轨探伤中的无损探伤技术应用[J].技术与市场,2019.

[3]宋太平.关于铁路工务钢轨探伤工作的探讨[J].同煤科技,2012