《無損檢測 超聲檢測 軌道交通雙軌探傷超聲檢測系統(tǒng)-編制說明》

一、標(biāo)準(zhǔn)編制說明內(nèi)容

1、工作簡要過程，來源、主要參加單位和工作組成員等

依據(jù)中國鐵路總公司印發(fā)的《雙軌式鋼軌超聲波探傷儀暫行技術(shù)條件》（TJ/GW157-2017）

和參與的鐵路總公司重大課題項目《高鐵鋼軌淺表層缺陷快速檢測關(guān)鍵技術(shù)研究及裝備研

制》，國家科技部重大科學(xué)儀器開發(fā)專項《在役鋼軌缺陷綜合檢測監(jiān)測設(shè)備開發(fā)與應(yīng)用》，每

年需對軌道交通雙軌探傷設(shè)備進行技術(shù)狀態(tài)鑒定，軌道交通雙軌探傷采用動態(tài)標(biāo)定方式，鋪

設(shè)低速、高速試驗線，建立由靜態(tài)到動態(tài)、低速到高速的探傷標(biāo)定體系，保證檢測數(shù)據(jù)的精

準(zhǔn)，對軌道交通雙軌探傷設(shè)備的技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用提供重要的指導(dǎo)作用。該項目的實施，不僅

可以促進我國探傷裝備產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，同時對我國機械設(shè)備制造業(yè)及冶金、材料生產(chǎn)的發(fā)展也

具有十分重要的推動作用，對促進相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)進步，擴大社會就業(yè)，產(chǎn)生積極的影響。

國內(nèi)主要采用的是超聲波檢測方法，檢測形式主要有大型高速探傷車、中速雙軌電動探

傷車以及手推式單軌探傷車。其中超聲波檢測基本采用水輪探頭，與鋼軌滾動式接觸，可搭

載在大型高速探傷車和中速雙軌電動車上。由于超聲波檢測技術(shù)在近表面有反射雜波，所以

只能檢測鋼軌內(nèi)部的較大缺陷。

國內(nèi)外工業(yè)對超聲檢測技術(shù)的發(fā)展十分重視，IIW以及各工業(yè)發(fā)達(dá)國家的相關(guān)學(xué)術(shù)機構(gòu)

均設(shè)置了專門委員會，以協(xié)調(diào)和促進超聲檢測技術(shù)的發(fā)展。世界最早的鋼軌檢測技術(shù)由美國

Sperry公司于1928年研發(fā)，由于技術(shù)發(fā)展早，工業(yè)生產(chǎn)水平高，至今美國已擁有世界領(lǐng)先

的無損檢測技術(shù)。英、德、日等傳統(tǒng)工業(yè)強國在無損檢測及鋼軌檢測領(lǐng)域也開展了許多研究

并取得了突出的成果，其相應(yīng)的設(shè)備和產(chǎn)品在國際上占據(jù)了主要的市場，有舉足輕重的作用。

隨著科技的不斷發(fā)展，多種無損檢測手段被用于鋼軌檢測行業(yè)。Sperry公司研制的大型高速

探傷車，其最高檢測速度可達(dá)80km/h，搭載超聲波水輪探頭，可實現(xiàn)實時在線檢測，可對

缺陷進行標(biāo)定和類型判斷，檢測鋼軌內(nèi)部和軌底的缺陷。

該項目的實施，不僅可以促進我國鋼軌檢測產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，同時對我國檢測設(shè)備制造業(yè)及

材料生產(chǎn)的發(fā)展也具有十分重要的推動作用，對促進相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)進步，擴大社會就業(yè)，

產(chǎn)生積極的影響。

主要參加單位和工作組成員有：南京航空航天大學(xué)，王平、賈銀亮、李開宇、石玉、姚

恩濤；中鐵第四勘察設(shè)計院集團有限公司，耿明、許勇、何杰；中國鐵道科學(xué)研究院，張玉

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華、熊龍輝、李培、鐘艷春；南京派光高速載運智慧感知研究院有限公司，徐維磊、趙戰(zhàn)軍。

2、標(biāo)準(zhǔn)化對象簡要情況及制修訂標(biāo)準(zhǔn)的原則

1）標(biāo)準(zhǔn)化對象簡要情況

（1）產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)

①產(chǎn)品主要品種、產(chǎn)量及生產(chǎn)廠家

目前，鐵路部門廣泛采用鋼軌探傷車對鋼軌進行周期性超聲波探

傷，朔黃鐵路公司自2013年引進鋼軌探傷車，最高檢測速度為80ｋｍ／

ｈ，實現(xiàn)了正線鋼軌快速檢測，具有安全、高效、連續(xù)及全天候的特點，

自運用以來累計檢出重傷400余處，在鋼軌防斷方面發(fā)揮了重大作用。

為此，朔黃鐵路公司通過改造、研發(fā)試驗裝置，制定探輪測試標(biāo)準(zhǔn)，建立

了一套完整的從探輪到系統(tǒng)、從靜態(tài)到動態(tài)的探傷車超聲檢測系統(tǒng)標(biāo)定體

系，保證檢測數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)。

鋼軌超聲檢測產(chǎn)品質(zhì)量及其控制系統(tǒng)作為高技術(shù)、高附加值的石

油工程裝備，從設(shè)計到建造的過程，分別涉及到鋼鐵、裝備制造、電子信

息、工程安裝、無損檢測、通訊、化工、機電等領(lǐng)域，該項目的實施，不

僅可以促進我國鋼軌裝備產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，對我國機械設(shè)備制造業(yè)及材料生產(chǎn)

的發(fā)展也具有十分重要的推動作用，對促進相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)進步，擴大社

會就業(yè)，產(chǎn)生積極的影響。

②產(chǎn)品主要用途及質(zhì)量情況

本標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)這些國際規(guī)范對超聲檢測產(chǎn)品作相關(guān)規(guī)定，并結(jié)合我國產(chǎn)品制造

和使用的實際情況制定。在符合工業(yè)生產(chǎn)適用性的前提下，盡量降低各項要求、

簡化方法過程，從而達(dá)到降低生產(chǎn)成本的目的。針對高風(fēng)險部件或技術(shù)，針對性

的加強檢測產(chǎn)品無損檢測質(zhì)量，提高系統(tǒng)整體可靠性，將對超聲檢測產(chǎn)品工作運

行起到保護的作用。

鋼軌承受車輪傳來的壓力和沖擊載荷，服役過程中出現(xiàn)的傷損直接影響其機

械結(jié)構(gòu)性能和使用壽命。傷損在發(fā)展過程中，將對鋼軌不同位置造成威脅。按照

發(fā)生的位置，可以劃分成鋼軌表面疲勞和應(yīng)力集中、鋼軌表面裂紋損傷、鋼軌內(nèi)

部核傷、鋼軌軌顎損傷、鋼軌螺孔損傷和軌底損傷。地鐵鐵路鋼軌表面的傷損，

主要表現(xiàn)為鋼軌表面材料組織結(jié)構(gòu)變化和疲勞、擦傷、波磨、軌頭表面及近表面

裂紋、剝離掉塊、踏面壓潰等。

因此，需要多種檢測技術(shù)對鋼軌服役的不同時期和不同位置進行檢測。在鐵

路探傷作業(yè)中多采用大型高速探傷車，高速探傷車雖然檢測速度快，效率高，采

用多探輪、多探頭達(dá)到高分辨率檢測。但其造價高昂，且地鐵里程相對較少，因

而不適合使用高速探傷車。而現(xiàn)有的超聲雙軌探傷車單軌通道少，分辨率低，故

對高分辨率超聲檢測探傷車具有迫切需求。

2）制修訂標(biāo)準(zhǔn)的原則

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（1）制修訂標(biāo)準(zhǔn)的依據(jù)或理由

超聲技術(shù)在我國應(yīng)用遍及基礎(chǔ)工業(yè)諸領(lǐng)域。我國在超聲基礎(chǔ)理論的研究方面與國外工業(yè)

發(fā)達(dá)國家相比并不遜色，但超聲材料的開發(fā)、超聲設(shè)備的自動化和無損檢測水平、精密高效

超聲技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用、計算機技術(shù)及模擬仿真技術(shù)在超聲技術(shù)中的應(yīng)用水平等方面與國外存

在一定差距，研究開發(fā)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、靈活、清潔的先進超聲技術(shù)，并將其廣泛應(yīng)用于

先進制造業(yè)當(dāng)是我國同仁肩負(fù)的歷史使命。

（2）制修訂標(biāo)準(zhǔn)的原則

遵循“面向市場、服務(wù)產(chǎn)業(yè)、自主制定、適時推出、及時修訂、不斷完善”的標(biāo)準(zhǔn)編制

原則，并與技術(shù)創(chuàng)新、試驗驗證、產(chǎn)業(yè)推進、應(yīng)用推廣相結(jié)合，統(tǒng)籌推進。

在確定本標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容時，綜合考慮生產(chǎn)企業(yè)的使用習(xí)慣和用戶的利益，尋求最大的經(jīng)

濟、社會效益，充分體現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)在技術(shù)上的先進性和技術(shù)上的合理性。

本標(biāo)準(zhǔn)的起草宗旨：在符合適用性的前提下，盡量降低標(biāo)準(zhǔn)的各項要求、簡化方法過程，

從而達(dá)到降低生產(chǎn)成本的目的。

本標(biāo)準(zhǔn)在結(jié)構(gòu)編寫和內(nèi)容編排等方面依據(jù)GB/T1.1《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)

準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)和編寫》進行編寫。

本課題集中了科研院所、制造廠商、最終用戶等多方優(yōu)勢，組成創(chuàng)新能力強、知識結(jié)構(gòu)

合理的技術(shù)攻關(guān)團隊，利用產(chǎn)、研、用技術(shù)攻關(guān)團隊的優(yōu)勢，可保障本課題的順利進行。

3、采用國際標(biāo)準(zhǔn)和國外先進標(biāo)準(zhǔn)的項目

本標(biāo)準(zhǔn)為自主起草。國內(nèi)尚未有類似的標(biāo)準(zhǔn)，國外已有類似的標(biāo)準(zhǔn)，故本標(biāo)準(zhǔn)采用國際

規(guī)范或國外先進技術(shù)。本標(biāo)準(zhǔn)水平為國際先進水平。

4、標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容（包括牌號、成分、性能指標(biāo)、型號、各種參數(shù)、

公式、試驗方法、檢驗規(guī)則等）確定的論據(jù)（包括試驗、驗證、統(tǒng)

計數(shù)據(jù)等），修訂標(biāo)準(zhǔn)時，應(yīng)列有新舊標(biāo)準(zhǔn)的對比分析。

為了配合設(shè)施，根據(jù)生產(chǎn)產(chǎn)品的無損檢測技術(shù)要求，必須確保產(chǎn)品的質(zhì)量，我們已經(jīng)建

立了超聲無損檢測方法和技術(shù)。依據(jù)中國鐵路總公司印發(fā)的《雙軌式鋼軌超聲波探傷儀暫

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行技術(shù)條件》（TJ/GW157-2017）和參與的鐵路總公司重大課題項目《高鐵鋼軌淺表層缺陷快

速檢測關(guān)鍵技術(shù)研究及裝備研制》，國家科技部重大科學(xué)儀器開發(fā)專項《在役鋼軌缺陷綜合

檢測監(jiān)測設(shè)備開發(fā)與應(yīng)用》，國家自然科學(xué)基金委員重大科學(xué)儀器開發(fā)專項《鋼軌接觸疲勞

及裂紋多物理高速巡檢監(jiān)測技術(shù)攻關(guān)》，國家科技部國家質(zhì)量基礎(chǔ)的共性研究與應(yīng)用重點研

發(fā)專項《材料損傷電磁無損檢測與評估關(guān)鍵技術(shù)研究及儀器研制》。制定相關(guān)團體標(biāo)準(zhǔn)以保

證雙軌探傷設(shè)備研發(fā)、檢測、使用、維護的標(biāo)準(zhǔn)化。

?本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了鋼軌缺陷超聲波探傷方法，適用于鋼軌表面?zhèn)麚p超聲波探傷。

?本標(biāo)準(zhǔn)適用于鋼軌無損檢測產(chǎn)品的生產(chǎn)、加工、修復(fù)和安裝，對鋼軌傷損的手工或

自動檢測。

?本標(biāo)準(zhǔn)的實施主體為鋼軌超聲無損檢測的產(chǎn)品等

?本標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布后，有利于把握產(chǎn)品質(zhì)量，將會給中國帶來良好的社會效益和一定的經(jīng)

濟效益。

5、主要試驗（或驗證）結(jié)果的分析、綜述報告、技術(shù)經(jīng)濟論證，預(yù)

期的經(jīng)濟效果等。

a)探輪攜帶有多個探頭協(xié)同工作的能力，包括但不限于1個0度探頭、1個37度探

頭、2個偏斜70度探頭、3個70°直探頭等不同折射角度的探頭。

b)探輪材料要求應(yīng)滿足表1要求。

表1探輪材料要求

序號材料要求參數(shù)

1硬度/ShoreA75-85

2阿克隆磨耗cm3/1.61km≤0.04

3拉伸強度/MPa≥14

4拉斷伸長率≥520%

5撕裂強度N/mm≥55

耦合液浸泡后硬度變化/ShoreA±5%

6耦合液浸泡后拉伸強度變化率±20%

耦合液浸泡后拉伸伸長率變化率±15%

熱老化后硬度變化/ShoreA±5%

7熱老化后拉伸強度變化率±20%

熱老化后拉伸伸長率變化率±20%

耐紫外老化后硬度變化/ShoreA±6%

8耐紫外老化后拉伸強度變化率±20%

拉伸強度變化率拉伸伸長率變化率±20%

9刺破強度/N≥200

c)探輪包括輪皮、線纜、耦合水、探頭在內(nèi)的總重量應(yīng)≤12kg。

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d)應(yīng)具備衰減器，且衰減器調(diào)節(jié)范圍為0~110dB，衰減器調(diào)節(jié)精度為0.1dB，衰減

器誤差≤±1/12dB。

e)探頭檢測能力應(yīng)能滿足軌頭、軌腰、軌底中部、軌底等部位傷損的檢測。包括軌頭、

軌腰和軌底橫向疲勞裂紋、其他部位裂紋(包括縱向垂直裂、斜裂、縱向平裂和螺

孔裂紋等)的檢測。

f)探頭具有一次波和二次波檢測軌頭橫向裂紋的能力。

g)探頭外觀應(yīng)無損傷，探頭連線應(yīng)柔韌，接頭插接可靠，屏蔽良好。

h)探頭插拔接頭應(yīng)符合SJ／T9562．2—1993標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)等品或一等品的要求。

i)探頭各項技術(shù)指標(biāo)應(yīng)符合TB/T2634中的有關(guān)規(guī)定。

j)探頭頻率：2~5MHz，回波頻率≥2.5MHz，回波頻率誤差≤10%。

k)折射角誤差≤2°。

l)橫波探頭分辨率≥20dB。

探輪的材料性能檢驗

材料要求檢驗方法滿足參數(shù)

硬度/ShoreAGB/T531.1

阿克隆磨耗cm3/1.61kmGB/T1689

拉伸強度/MPa

GB/T528

拉斷伸長率

撕裂強度N/mmGB/T529

耦合液浸泡后硬度變化/ShoreA

常溫浸泡72h，滿足GB/T1690

耦合液浸泡后拉伸強度變化率

GB/T528

耦合液浸泡后拉伸伸長率變化率見表一

熱老化后硬度變化/ShoreA

70℃，72小時，滿足GB/T3512

熱老化后拉伸強度變化率

GB/T528

熱老化后拉伸伸長率變化率

耐紫外老化后硬度變化/ShoreA

波長340nm，輻照量0.7，50℃，240h，滿足GB/T16585

耐紫外老化后拉伸強度變化率

GB/T528

拉伸強度變化率拉伸伸長率變化率

刺破強度/NTB/T3360.1

m)常溫條件下，采用精度不低于0.1kg的稱重設(shè)備，分別對探輪進行4次稱重，取算

數(shù)平均值作為總重。稱重結(jié)果滿足5.1.2.1要求。

n)衰減器按JB／T10061—1999的4.1規(guī)定進行檢驗，檢驗結(jié)果應(yīng)滿足5.1.2.1要求。

o)探輪搭載行走平臺進行標(biāo)定性實驗，以15km/h的速度，分別連續(xù)20次不間斷的

檢測標(biāo)定線，通過檢測軟件以及數(shù)據(jù)回放軟件觀察檢測傷損能力與檢測功能。應(yīng)滿

足5.1.2.1要求。標(biāo)定試塊標(biāo)準(zhǔn)詳見《T/URTI0010-2020無損檢測軌道交通雙軌探

傷設(shè)備標(biāo)定試塊》。

p)觀察探頭外觀、探頭連線、接頭等，觀測結(jié)果應(yīng)滿足5.1.2.1要求。

一些國際標(biāo)準(zhǔn)對超聲檢測系統(tǒng)完整性檢驗提出的強制性要求，本標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)這些國際標(biāo)準(zhǔn)

對基材和自動超聲檢測之間部分作相關(guān)規(guī)定，并結(jié)合我國超聲檢測制造和使用的實際情況制

定。在符合工業(yè)生產(chǎn)適用性的前提下，盡量降低各項要求、簡化方法過程，從而達(dá)到降低生

產(chǎn)成本的目的。針對高風(fēng)險部件或技術(shù)，針對性的加強產(chǎn)品無損檢測質(zhì)量，提高系統(tǒng)整體可

靠性，將確保產(chǎn)品20年工作運行起到了應(yīng)有的作用。

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6、與有關(guān)的現(xiàn)行的方針、政策、法律、法規(guī)和強制性標(biāo)