特殊狀態(tài)下鋼軌傷損的檢測(cè)探討

1、    特殊狀態(tài)下鋼軌傷損的檢測(cè)探討    崔凱摘 要：論文通過(guò)闡述不同線路地段特點(diǎn)，簡(jiǎn)述鋼軌傷損發(fā)展的起因，指導(dǎo)鋼軌（路軌）探傷對(duì)特殊情況下的線路鋼軌進(jìn)行有效探測(cè)，避免人為探傷檢測(cè)不當(dāng)造成鋼軌內(nèi)部傷損漏檢，消除現(xiàn)役鋼軌潛在隱患，確保運(yùn)輸安全。關(guān)鍵字：鋼軌 傷損 檢測(cè) 措施引 言在超聲波鋼軌（路軌）探傷中，根據(jù)鋼軌的幾何形狀，按鋼軌產(chǎn)生傷損的部位、性質(zhì)以及超聲波的傳播規(guī)律，把鋼軌探傷區(qū)域劃分為三個(gè)區(qū)域。如下圖所示，其中區(qū)、區(qū)為路軌探傷儀可探測(cè)區(qū)，區(qū)為路軌探傷儀不可探測(cè)區(qū)，即路軌探傷的盲區(qū)。在正常情況下，鋼軌軌頭踏面（探測(cè)面）應(yīng)光滑、無(wú)擦傷、無(wú)碎裂、無(wú)銹蝕

2、、無(wú)油污、無(wú)泥沙、軌底無(wú)銹坑等，路軌探傷儀在耦合良好的前提下，能較全面的探測(cè)出鋼軌、區(qū)域內(nèi)部的傷損。但在現(xiàn)場(chǎng)探傷作業(yè)中，一方面由于機(jī)車車輪長(zhǎng)期在鋼軌的軌頭面碾壓，使鋼軌踏面產(chǎn)生諸多表面?zhèn)麚p，如掉塊、碎裂、剝離、擦傷、嚴(yán)重側(cè)磨、壓陷凹槽等缺陷，造成鋼軌探測(cè)面狀態(tài)不良，探頭與鋼軌表面耦合不良，影響鋼軌探傷儀器的正常檢測(cè)。另一方面，線路維修、養(yǎng)護(hù)不當(dāng)，如接頭高低不平、鋼軌低頭、鋼軌焊補(bǔ)工藝不良、鋼軌修理不徹底等，也會(huì)造成檢測(cè)超聲波無(wú)法正常入射到鋼軌內(nèi)部，造成鋼軌、區(qū)缺陷檢出困難。因此，對(duì)上述這些特殊狀況下的線路地段在進(jìn)行鋼軌探傷時(shí)，探傷工應(yīng)提高警惕，采取有效措施，防止鋼軌傷損漏檢。一、鋼軌焊補(bǔ)地段的

3、鋼軌探傷檢測(cè)。1.鋼軌焊補(bǔ)不良造成鋼軌傷損檢出困難。鋼軌焊補(bǔ)過(guò)程中形成的焊補(bǔ)層為粗晶奧氏體，它在鋼軌踏面上呈圓柱體，垂直于鋼軌面，它對(duì)超聲波的衰減影響非常大，超聲波很難穿透。特別是在超聲波斜入射時(shí)，由于粗晶聯(lián)結(jié)的松散性及聲阻不一致，引起超聲波傳播方向發(fā)生變化，很難形成與粗晶成一定角度的超聲波。（2）鋼軌焊補(bǔ)工藝要求較高，鋼軌焊補(bǔ)操作稍有紕漏，就容易產(chǎn)生焊補(bǔ)缺陷。焊補(bǔ)區(qū)域的缺陷主要以裂紋呈現(xiàn)，裂紋發(fā)展速度快后容易形成焊補(bǔ)層下的核傷，該核傷與一般的鋼軌疲勞核傷不徑相同。一是普通的疲勞原因產(chǎn)生的核傷一般產(chǎn)生于軌頭內(nèi)側(cè)作用面下3-15mm處，距作用邊7.5mm。而焊補(bǔ)層下核傷的傷源在焊補(bǔ)層與母材的聯(lián)結(jié)

4、地點(diǎn)向下發(fā)展，埋藏較淺。二是在鐵路復(fù)線區(qū)段因鋼軌疲勞原因形成的核傷與鋼軌面垂線呈7-9°夾角。而焊補(bǔ)層下的核傷一般與軌面垂直并與軌縱軸垂直，很少與軌面垂線成一定的夾角。由于焊補(bǔ)層下核傷的上述特殊性，造成普通路軌探傷儀使用內(nèi)外70 °探頭很難探測(cè)到焊補(bǔ)層下的核傷，探傷檢測(cè)難度比較大。2.鋼軌焊補(bǔ)地段探傷要點(diǎn)及采取的措施。（1）遇有鋼軌焊補(bǔ)時(shí)，執(zhí)機(jī)人應(yīng)站?？床ǎ瑑x器水量要足，提高儀器靈敏度4-6db。（2）充分利用0°探頭穿透檢測(cè)，觀察儀器超聲波走勢(shì)，看焊補(bǔ)層是否有阻礙超聲波傳播到鋼軌內(nèi)部的現(xiàn)象。（3）若超聲波無(wú)法從鋼軌踏面?zhèn)鞑サ戒撥墐?nèi)部時(shí)，可利用校對(duì)探頭或使用通用儀

5、器進(jìn)行軌頭側(cè)面校對(duì)及兩個(gè)探頭一發(fā)一收校對(duì)等特殊探傷方法檢查。（4）遇鋼軌接頭處的焊補(bǔ)時(shí)，目測(cè)焊補(bǔ)層是否分層，若焊補(bǔ)區(qū)域影響37 °探頭對(duì)螺孔裂紋的檢測(cè)時(shí)，必須堅(jiān)持手工檢查。二、鋼軌接頭處的鋼軌探傷檢測(cè)。1.接頭處軌面碎裂掉快及接頭高低不平引起鋼軌內(nèi)部的傷損檢出困難。因?yàn)槁奋壧絺麅x傳播超聲波到鋼軌內(nèi)部是通過(guò)探頭與鋼軌軌面填充耦合劑實(shí)現(xiàn)的，所以要求被探測(cè)鋼軌面應(yīng)無(wú)破損現(xiàn)象。但現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際是鋼軌接頭因列車反復(fù)碾壓和沖擊，時(shí)常會(huì)出現(xiàn)鋼軌面碎裂掉塊。當(dāng)儀器探頭置于鋼軌面上時(shí)，因鋼軌面碎裂掉塊造成軌面透射聲波急劇下降（或無(wú)透射波），探傷儀器無(wú)法實(shí)現(xiàn)正常探傷。同時(shí)，鋼軌存在碎裂掉塊也干擾鋼軌接頭螺孔裂

6、紋的檢出。根據(jù)計(jì)算，當(dāng)接頭的掉塊長(zhǎng)度大于22.5mm時(shí)，路軌探傷儀對(duì)于一孔向二孔方向的3mm的上裂紋是無(wú)法進(jìn)行探測(cè)的。（2）探傷作業(yè)中對(duì)鋼軌接頭螺孔一孔向軌端方向的下裂紋是依靠37 °二次反射波進(jìn)行探測(cè)。當(dāng)鋼軌接頭存在高低不平（即接頭上下錯(cuò)牙）病害時(shí)，在此處探傷會(huì)出現(xiàn)儀器探頭支架架空現(xiàn)象，致使探頭與鋼軌面無(wú)法耦合，容易漏掉接頭一孔向軌端方向的下裂紋和0°探頭對(duì)軌端額部和軌腰水平裂紋探傷。2.接頭處軌面碎裂掉快及接頭高低不平地段探傷要點(diǎn)及采取的措施。（1）通過(guò)鋼軌接頭處時(shí)，應(yīng)加大儀器水量，探傷人員必須落實(shí)站?？床?，堅(jiān)持執(zhí)行“三看”即：一看接頭狀態(tài)，二看探頭位置，三看出波情況。

7、（2）仔細(xì)甄別鋼軌接頭b超圖形，結(jié)合37°螺孔波與0°底波仔細(xì)確認(rèn)，看b超螺孔波是否完整，0°底波是否正常，也可將儀器調(diào)向進(jìn)行再次檢查。（3）對(duì)于37°出波不完整或不出波， 0°底波消失的接頭，結(jié)合手工錘敲、軌端縫手電筒鏡照的方法進(jìn)行檢查，必要時(shí)對(duì)鋼軌接頭進(jìn)行拆檢。三、曲線磨耗地段的鋼軌探傷檢測(cè)。1.曲線上股嚴(yán)重側(cè)磨，下股壓寬軌面凹槽區(qū)段傷損檢出困難。曲線地段的鋼軌由于受力不均，存在未被平衡的加速度，在列車通過(guò)時(shí)，曲線上股鋼軌內(nèi)側(cè)與車輪直接接觸，容易加速鋼軌內(nèi)側(cè)的磨耗，使軌面呈圓弧狀，曲線下股鋼軌軌頭頂面金屬變形，形成軌頭肥邊和壓寬，軌頭中心縱

8、向凹槽和破皮等。（1）曲線上股由于鋼軌軌頭表面的接觸疲勞容易產(chǎn)生軌頭內(nèi)側(cè)上角魚(yú)鱗狀剝離裂紋、斜線狀剝離裂紋、和淺層剝離掉塊等傷損，嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)鋼軌軌面變窄且呈圓弧狀。當(dāng)路軌探傷儀進(jìn)入該區(qū)段時(shí)，探頭與鋼軌側(cè)磨表面呈切線接觸，超聲波的傳播方向與正常情況比較有所變化，探頭的超聲波能量只能部分進(jìn)入鋼軌內(nèi)部，另一部分將產(chǎn)生雜亂的超聲波反射，使儀器檢測(cè)覆蓋軌頭截面不完整，有漏掉鋼軌內(nèi)部小缺陷的可能。（2）曲線下股由于鋼軌軌頭壓寬產(chǎn)生肥邊，軌面呈現(xiàn)破皮壓潰、剝離裂紋和淺層狀剝離掉塊等現(xiàn)象，引起儀器探頭與軌面的耦合不良，超聲波無(wú)法正常入射到鋼軌內(nèi)部，導(dǎo)致儀器失檢，影響傷損的檢出。2.曲線磨耗地段的探傷要點(diǎn)和采取的措施。（1）進(jìn)入曲線區(qū)段時(shí)應(yīng)及時(shí)調(diào)整儀器探頭位置，最大限度的使探頭超聲波能量傳播到鋼軌內(nèi)部，同時(shí)放慢探傷速度，加大儀器水量，確保探頭與軌面耦合良好，適當(dāng)提高70 °探頭探傷靈敏度。同時(shí)注重曲線上股的手工檢查，謹(jǐn)防由于油污的干擾，導(dǎo)致軌頭內(nèi)側(cè)掉塊、平裂及斜裂紋的漏檢。（2）小半徑曲線上股探測(cè)時(shí)，調(diào)節(jié)儀器斜70 °探頭偏角，確保探傷區(qū)域的有效掃差。將20 °偏角改為14