铁路工务钢轨探伤工作分析

铁路工务钢轨探伤工作分析

何沛

中国铁路呼和浩特铁路 局集团有限公司集宁工务段 内蒙古自治区 乌兰察布市 012000

摘要：随着铁路事业的不断发展，铁路运输的压力越来越大，人们对于铁路的要求也越来越高。钢轨长时间的工作，会出现疲劳损伤的状况，情况严重会引发钢轨断裂等事故，给人们生产生活带来极大的不便。所以要不断地加强和完善钢轨探伤工作，把对钢轨的检查和维修作为重点来全面实施，还要制定各项探伤工作制度，进一步的规范钢轨探伤工作人员，不断地提升钢轨探伤工作的质量和水平。

关键词：铁路；钢轨探伤；措施

在铁路运输的维修以及保养工作过程中，传统探伤工作模式已经渐渐落后，不能够适应新的铁路发展工作要求。在现如今的钢轨探伤作业过程中，需要探索新的探伤模式以及工作方法来对铁路探伤工作质量进行提升。对于高铁来讲，因为其运行速度非常快，同时行车密度也很大，所以在进行铁路探伤作业过程中需要依靠新的技术，以及新的工具来提高探伤工作的实际效率和准确性。

一、铁路工务钢轨探伤工作的必要性

1、由于钢轨的焊接、推凸工艺以及铝热焊不好，导致钢轨很容易发生故障。在钢轨的焊接过程中，经常会出现电烧伤和推凸工艺上的缺陷，钢轨在焊接的过程中会因为轨底与电极之间存在残留的异物而使得焊接时出现故障，强大的电流超过了钢轨相变温度的电热阻，从而在冷却之后形成了马氏体组织，也就是最为常见的电烧伤。电烧伤会对钢轨的机械性能产生影响，经过一两年的时间，就会出现钢轨断裂。还有钢轨的垂磨不一致或是高低不平以及推瘤刀过于迟钝都会产生推凸现象，间接造成钢轨断裂。因此必须对钢轨进行严格的探伤检测和专业探伤维护。

2、钢轨的材料质量不过关，超期运作。钢轨在冶炼过程中会出现很多内在质量问题，例如出现起泡、夹渣等问题，会影响到钢轨的使用寿命，造成钢轨的疲劳损伤，从而出现安全隐患。钢轨超期运作会使得轨底出现大量的锈蚀，列车通过时会使钢轨轨底受拉，导致锈蚀处受力过大引发钢轨断裂，从而影响到铁路运输。

3、线路的关键部分会出现焊接问题，导致钢轨容易发生断裂。在线路的伸缩区，由于列车的冲击力和离心力较大，加上昼夜温差，使得钢轨受到频繁的拉伸，导致钢轨焊缝很容易在低应力的作用下被折断。而在双线钢轨上，轨顶的车轮滑动和碾搓力也会使钢轨出现鱼鳞伤，从而导致钢断裂。在冻结区，轨缝会消失，在车轮的水平推力和向下剪切力的作用下会使焊接处受到挤压，从而导致钢轨的螺栓孔产生裂纹，甚至是钢轨揭顶等严重的交通故障。

4、钢轨的建设基础不够牢固，维护的方式不合理。无缝钢轨的焊接方面会出现焊接处低接头，或者接头出现坍渣、空吊板、隧道漏水以及扣压力不足的现象，导致线路不稳定或是枕下的弹性不均匀等，很容易导致钢轨的断裂，因此要不断地加强铁路钢轨的探伤工作力度，减少因为焊接不当而产生的钢轨质量问题。

二、铁路工务钢轨探伤作业

1、钢轨轨底探伤。首先，是对伤损部位进行探测以及准确定位。对于钢轨轨底进行探伤作业时，因为探伤位置比较特殊，所以在探伤过程中需要使用零度探头，对铁路工务钢轨的水平裂缝进行检测。在进行实际作业时，零度探头的探伤原理是根据其内部所安装的晶片进行纵波的发射，然后在纵波传导过程中会从钢轨的轨头传达到轨腰，然后到达轨道底部，当纵波在轨道底部界面进行反射之后，零度探头内部所安置的另一个晶片会对反射回来的信号进行接收。在纵波发射与回收的过程中，所经过的声程是轨道的两倍。在纵波传导过程中，如果钢轨上存在斜向或者是纵向的裂纹，那么超声波的传递就会停止，零度探头内部所安置的另一个晶片，也就不能够收到返回的纵波。但是在出现裂纹的部位，会在底部和基线 0 的位置显示水平裂纹的回波，然后工作人员就可以根据所回收到的波纹显示刻度，以及探测场程对所出现裂纹的刻度进行定位，进一步对出现裂纹的位置和钢轨轨面之间的深度进行判断，然后再根据报警时所出现的位移情况，对出现裂纹的长度进行测算。其次，在进行裂纹探测的过程中，因为会出现多次反射的状况，所以进行裂纹的定位是需要以第 1 次所收到的波纹为主要参考依据。而且在一切使用过程中，因为附近存在阻塞影响，所以轨道表面所标示出的回波刻度与实际上裂纹的深度是不同的。

2、钢轨轨头探伤。在进行钢轨轨头探伤过程中，需要使用 70 度探头进行探伤作业。在实际使用过程中，为了确保在探伤作业过程中，钢轨头部不会受到复杂几何图形影响以及干扰，提高探头探伤的覆盖范围，需要在使用探头过程中，保证探头位置和探头的前进方向之间出现 18 度到 20 度之间的夹角。而且为了能够保证在钢轨头部探伤过程中，由探头所发射的横波可以从轨道头部的下颚反射到轨面上，需要在探伤过程中将二次波和一次波进行同时使用。在同时检测二次波与一次波的过程中，能够对钢轨头部所存在的损伤状况进行多角度多位置的探测。在进行探测的过程中，如果轨头没有损伤，那么其所发射的横波就不会出现回波信号，如果有损伤才会出现回波显示。但对于钢轨头部进行探伤时，若发现存在损伤情况，对损伤位置大小以及具体位置进行定位，就需要依靠回波显示的具体情况来确定。在实际探伤作业过程中，如果所采用的探伤仪器，其灵敏度控制得不是很好，或者是钢轨头部状况比较复杂，会导致探伤过程中出现虚假信号，探伤工作人员会因工作失误而出现误判状况。因此，在进行探伤作业过程中，对于回波信号需要在回收的过程中进行仔细的甄别。

3、钢轨螺孔裂纹探伤。在进行钢轨螺孔裂纹探伤作业过程中，使用的探头是 37度探头。采用 37 度探头，通过发射超声波进行钢轨螺孔裂纹的探伤作业，在这种探头作业情况下，同时能够对钢轨底部横向裂纹以及特殊位置水平裂纹和钢轨轨腰部的斜裂纹进行探伤。在具体探伤过程中，每台探伤仪上均配备两个 37 度探头，其中安装在后方的探头是 37 度探头与 0 度探头的组合探头，安装在前方的 37 度探头是与 70 度探头的组合。之所以有前置以及后置探头，主要是为了在探伤过程中进行全方位覆盖。对钢轨螺纹进行探伤过程中，可以将螺纹划分，在每一个象限当中都可能会出现螺孔裂纹现象。在实际探伤过程中，前置的 37 度探头能够划分在 4 个象限的螺孔中，对第一象限以及第 4 象限存在的水平裂纹进行探测，同时对第 2 象限和第 4 象限的斜裂纹进行探测。后置的双探头能够对第 2 象限以及第 3 象限的水平裂纹和第 1 象限以及第 3 象限的斜裂纹进行探测。当前置探头在对第 1 象限以及第 4 象限的水平裂纹进行探测作业时，螺孔四周存在的裂纹会形成反射角，然后将螺孔水平裂纹进行显现。而对于螺孔来讲，其内部存在的裂纹波和螺孔波距离非常近，所以在显示过程中会存在同时显现的状况。

在铁路安全性保障措施当中，钢轨探伤作业是非常重要的一项工作内容，能够显著避免因铁路钢轨所存在的安全隐患，而导致列车运行安全性事故的出现。要实现钢轨防断，必须把防断工作贯彻于养护维修，新轨焊接，新线验交，大修铺轨，钢轨焊补，伤损检查、监视处理以及技术培训，科技攻关等各个环节。其中钢轨伤损的检查、监视处理是防断的关键。为此，各局都应在完善防止断轨安全系统管理的同时，制定有关钢轨伤损检查、监视法，实现对钢轨状态的全面掌握。工务段都应建立以工务调度为中心的钢轨伤损信息网络，实现“全员，全过程，全方位，全天候”的钢轨防断系统，确保铁路安全生产运输。

参考文献：

[1] 宋太平.关于铁路工务钢轨探伤工作的探讨[J].同煤科技，2018（3）：25~26.

[2] 高建节.关于铁路工务钢轨探伤工作的探讨[J].工程技术：全文版，2016（10）：23.