钢轨超声检测典型损伤B显图谱特征分析
陈修忻;许辉;邹钰
【期刊名称】《失效分析与预防》
【年(卷),期】2022(17)4
【摘 要】以提高钢轨损伤分析判断准确率为目的,介绍了数字式钢轨检测回放软件,讨论了60 kg/m钢轨接头、焊缝在正确拼孔下对应的超声波B显特征图谱,分析总结了典型钢轨损伤B显图像特征。结果表明:通过对钢轨超声B显特征图谱及钢轨典型损伤B显的分析,可以有效提高钢轨损伤分析判断的准确率,减少损伤的漏检;典型钢轨损伤中,轨面鱼鳞损伤B显图像会出现一、二次波;具有倾斜角度的螺孔斜裂纹,早期检测较难发现;轨头、轨底焊筋波处前后交叉出波表示该处焊缝异常;对于焊缝轨腰水平裂纹,轨腰推瘤打磨可有效避免其突发性断裂。以上结果为钢轨超声检测典型损伤分析提供了重要的参考依据。
【总页数】7页(P229-235)
【作 者】陈修忻;许辉;邹钰
【作者单位】上海地铁维护保障有限公司工务分公司
【正文语种】中 文
【中图分类】TG115
【相关文献】
1.典型复合材料缺陷/损伤实时成像检测图谱的解释2.超声波钢轨探伤车B显数据伤损模式分类技术研究3.锅炉焊缝相控阵超声检测典型图谱识别4.浅谈钢轨超声波探伤中B显的应用及典型伤损图谱的分析5.子宫内膜息肉的典型与非典型超声声像图特征分析
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浅谈钢轨接头螺孔裂纹产生的原因及对策
摘要：钢轨接头螺孔裂纹持续发生，为了避免和及时发现螺孔裂纹，通辽工务段特将2017年至2021年的螺孔裂纹进行分析统计，以便指导探伤检查和线路维修作业。
关键词：螺孔裂纹；对比；探伤；
引 言
我段2017年至2021年的342处螺孔裂纹，通过伤损月份、位置，分析线路状态、设备质量，根据伤损产生数量和位置，掌握伤损发展规律,从源头上控制螺孔的产生，同时为线路维修作业提供指导意见。从起因、发现、更换等各环节入手，消灭由于钢轨接头孔裂等原因产生的断轨，而由此引发的事故。
1 设备现状调查
我段管内正线为2424.461公里，其中普轨线路有588.580公里，另外站线普轨线路有523.944公里。曲线898条，仅600米及以下小半径的曲线就有86条。由于设备欠账大和钢轨疲劳的问题，螺孔裂纹时有发生，螺孔裂纹一旦发现不及时，将造成接头揭盖、甩头，给行车安全带来了巨大的隐患其后果不堪设想。
2 螺孔裂纹伤损情况分析
2.1 2017至2021年1-12月螺孔裂纹统计
1月份孔裂48处，按线别分：大郑线7处、通让4处、通霍线32处、珠珠线1处、霍白线2处、其它线2处；
2月份孔裂53处，按线别分：大郑线11处、通霍线39处、其它线3处； 3月份孔裂53处，按线别分：大郑线14处、通让1处、通霍线30处、珠珠线2处、霍白线1处、其它线5处；
4月份孔裂30处，按线别分：大郑线2处、通霍线23处、珠珠线3处、其它线2处；
5月份孔裂18处，大郑线4处、通让3处、通霍线9处、霍白线1处、其它线1处；
6月份孔裂16处，按线别分：大郑线3处、通让1处、通霍线7处、珠珠线2处、霍白线1处、其它线2处；
7月份孔裂13处，按线别分：大郑线2处、通让1处、通霍线9处、珠珠线1处；
8月份孔裂13处，按线别分：大郑线4处、通让1处、通霍线6处、其它线2处；
9月份孔裂17处，按线别分：大郑线1处、通让2处、通霍线11处、珠珠线1处、霍白线2处；
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-可编辑修改- 铁道部、铁运2006（146）铁路线路修理规则
钢轨、尖轨、可动心轨、辙叉伤损标准
第3.4.3条 钢轨伤损按程度分为轻伤、重伤和折断三类。
一、钢轨轻伤和重伤标准
钢轨轻伤和重伤标准见表3.4.3—1、表3.4.3—2和表3.4.3—3。探伤人员、线路(检查)工长认为钢轨有伤损时，也可判为轻伤或重伤。
二、钢轨折断标准
钢轨折断是指发生下列情况之一者：
1.钢轨全截面断裂；
2.裂纹贯通整个轨头截面；
3.裂纹贯通整个轨底截面；
4.允许速度不大于160km／h区段钢轨顶面上有长度大于50mm且深度大于10mm的掉块，允许速度大于160km／h区段钢轨顶面上有长度大于30 mm且深度大于5 mm的掉块。 ______________________________________________________________________________________________________________
-可编辑修改- 钢轨轻伤和重伤标准 表3.4.3—1
伤损项目 伤损程度
备 注 轻 伤 重 伤
υmax＞
160km／h 160 km／h≥
υmax ＞
120km／h υmax≤
120km／h υmax＞
160km／h 160km／h≥
υmax＞
120km／h υmax≤
120km／h
钢轨头部
磨耗 磨耗量超过表3.4.3—2所列限度之
一者 磨耗量超过表3.4.3—3所列限度之一者
轨端或轨
顶面剥落
掉块 长度超过15mm且深
度超过3mm 长度超过
15mm且深
科技论坛
2017年5期︱377︱ 钢轨探伤车伤损漏检的原因分析及解决措施探讨 王 琦 王凯利 李凯昌 济南铁路局工务检测所，山东 济南 250001 摘要：钢轨探伤车是对钢轨内部伤损进行快速检查的大型机械检测设备，有利于地面探伤人员及时对伤轨进行处理，保证铁路运输的安全运行。在钢轨探伤过程中受检测人员的操作水平、超声波探伤仪器的性能、探头与轨面耦合等因素影响，很容易造成漏检现象的出现。本文结合自身的工作经验，对伤损漏检的原因进行了分析，并提出了相应的解决措施以供参考。 关键词：钢轨探伤；漏检；措施 中图分类号：U213.4 文献标识码：B 文章编号：1006-8465（2017）05-0377-01 铺设在线路上的钢轨由于受外部气温，垂直于轨面的竖向力、沿钢轨轴向的纵向水平力、侧向垂直于钢轨的横向水平力等因素影响，容易造成钢轨折断。随着铁路形势的不断发展，运载重量的不断增加、运行速度的不断加快，大大缩短了钢轨伤损的发展周期，如果不能及时发现并解决，将会造成严重的后果，因此探伤人员要认真分析钢轨出现漏检现象的原因，在钢轨探伤的过程中要采取有针对性的检查方式，避免出现漏检现象的产生。 1 钢轨探伤车漏检伤损的原因分析 1.1 探伤人员的因素 探伤人员每天要对上百公里线路伤损资料进行回放，由于回放时间长，导致探伤人员身心疲惫，无法长时间的保持精力的集中，从而导致漏检的现象产生。其次由于钢轨探伤车在检测过程中速度不易控制，在钢轨曲线侧磨不良地段如果不及时减速，依然按照正常速度行驶，会导致操作人员调整探头对中和灵敏度参数不及时造成失波。钢铁探伤技术要求探伤人员具备较强的业务素质，探伤人员不但要对检测设备进行熟练的操作，而且还要对钢轨构造和线路状况十分了解，还要充分的理解A型超声波和B型超声波的含义，把识别出的伤损波形和现场勘测到的伤损图谱结合起来判断是否存在伤损。如果人员的经验不足或者受到异常波形的干扰，都会造成漏检现象产生。 1.2 探伤车自身的因素 （1）探轮内部换能器功能逐渐衰减，探伤车装载的探轮的内部换能器是直接决定探伤车能否完整的收到伤损反射波的关键因素。探伤车主要靠换能器完成对轨头伤损的检测，然而换能器随着使用时间的增加换能器发射波形慢慢衰减，发出和接收的超声波会逐渐减弱，小的裂纹波会无法被检测到，图谱无法显示出伤波，从而导致伤损的漏检。 （2）探伤车检测系统设计原因，探伤车伤损分析软件会将探伤数据进行自动识别分析，将伤损在回放数据中标记出来，因探伤车自动分析系统尚不完善，在实际使用过程中时常有伤损没有被系统分析标记的情况出现，从而造成探伤人员的误判。 （3）探伤机械小车的技术状态不良。探伤车最高的检测速度是80㎞/h。在这样的速度下进行检测，必须要保证6个检测探轮和两股钢轨始终对中，保证探伤小车的技术状态良好是非常重要的。机械小车常常出现的故障有： 1）下压弹簧失效导致轮探头压力不足，在检测的过程中产生纵向跳跃的现象。 2）水平和直线轴之间刮花，润滑保养不到位造成调整不灵敏。 3）水平调节油缸和倾角调节油缸连接件之间的间隙过大，导致轮探头在检测的过程中发生横向摆动的现象。 这些故障的都会造成耦合不良、对中不良的现象，从而使伤损图谱产生杂波，影响钢轨伤损正常的检查和判别。 1.3 其他因素方面 （1）探头和轨面耦合不良。钢轨表面上异物覆盖，导致超声波受到干扰，超声波无法正常的射入钢轨，从而影响了伤损的检出。其次在检测曲线的时候，钢轨上股磨耗严重或下股压溃造成探轮无法紧贴钢轨，探头就会偏离钢轨的中心位置，使超声扫查范围受到影响，伤损波不能得到显示。 （2）伤损位置及发展取向不佳。超声波在进行探伤的过程中，伤损发展取向和超声波束传播的方向呈垂直的情况下，其反射的能量是最强的，伤损图谱显示效果也是最好的，如果伤损发展取向和超声波束长波的方向是平行的时候，其反射出的能量最弱，容易造成漏检的现象。 2 解决措施 2.1 加强探伤人员业务水平，减少人为因素漏检 组织对探伤人员定期培训，提高探伤从业人员的业务能力，减少因探伤人员业务不熟练导致的漏检漏判。探伤人员需要对检测的线路进行充分了解，如钢轨型号、使用年限和状态等，并参考工务段提供的相应资料，以选择合适的探伤灵敏度。使检测效果达到最佳。探伤车在检测的过程中无法随时停车，探伤人员应该及时把未检测地段记录下来，交给相关线路管辖站段，让地面复核人员使用小型探伤仪到现场及时进行复核，及时收集复核反馈伤损信息来积累伤损经验，提高判伤能力。其次保证探伤人员在工作之前应充分休息，确保工作时的精力，减少因注意力不集中等人为因素造成的漏检。 2.2 确保探轮晶片性能，减少设备因素漏检 （1）探伤晶片在性能上存在着不稳定性，需要通过电路来对灵敏度的温度在发生漂移时进行一定的控制，同时用补偿系统与微电脑进行自检，对灵敏度发生改变时进行补偿与定时的自检，这样能有效的让接受通道进行自动的控制，让灵敏度在探伤时保持在一个固定的水平上。每日检测前进行系统自检工作，确保每一个在用晶片性能正常，及时更换不合格晶片。 （2）升级改造探轮外膜，提高外膜材质，减少因探轮外膜破裂导致未检的情况，同时做好对探轮的定期保养，延长探轮使用寿命，及时更换失效探头和磨损严重的探轮外膜。 2.3 做好每月检测前的试验标定工作 探伤车设置有试验标定线，每月度检测之前都要在试验线上进行系统参数预调。在正常的情况下，探伤车中心70度换能器监视闸门的宽度应为70uesc,内侧70度换能器监视闸门的宽度应为55usec，外侧70度换能器监视闸门的宽度应为60usec。如果监视闸门的宽度开得太小，就会导致钢轨轨头外侧和内侧的伤损无法被被检测到；如果监视闸门的宽度调得太大，又会产生大量杂波，从而影响正常检测效果。因此合理利用试验线来调整探伤车硬件参数，以确保探伤车在试验线识别的人工伤损数量达到总伤损数的80%以上，是确保探伤之狼的重要保障。 2.4 加强探伤车司机与系统操作员联控 在曲线、线路状态和耦合不良地段系统操作员应提醒司机控制车速，将探伤速度严格控制在理想范围之内。进出站时要联控司机降低探伤作业速度在20km／h以下，减轻道岔高速摩擦对探轮外膜的磨损。 3 结束语 造成钢轨探伤车漏检伤损的原因有很多，以上仅从几个方面总结了漏检的原因和应对措施，要真正的解决钢轨探伤车漏检伤损的现象，需要每个探伤人员在工作实践中不断总结经验，把每一天的检修保养工作做好，精简细修，从而保证铁路运输的安全运行。 参考文献： [1]秦怀兵.钢轨探伤车漏检伤损原因分析及对策研究[J].铁道建筑,2016,12:117-120. [2]李锦,牟国义,马铁雷. 钢轨探伤漏检螺孔裂纹的原因分析和应对措施[J]. 铁道建筑,2010,11:132-134. [3]李明超.钢轨探伤车轨头伤损检测率低的原因及对侧.广西铁道，2009，11 作者简介： 王琦（1981.6-）男，籍贯：山东泰安 单位：济南铁路局工务检测所，学历：本科 兰州交通大学05级 计算机科学与技术专业。 王凯利（1981.6-）男，籍贯：山东济南 单位：济南铁路局工务检测所，学历：专科 中国地质大学12级 计算机科学与技术专业。 李凯昌(1993.12-)男，籍贯：山东济南 单位：济南铁路局工务检测所，学历：专科 山东职业学院 12级 铁道工程技术。
