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浅谈地铁钢轨探伤技术

孔翎

【摘要】城市轨道交通中钢轨的质量、工作状态对整个线路的质量以及行车安全有着直接的影响。钢轨伤损主要以表面掉块等疲劳性损伤为主。城市轨道交通有针对性地提出了钢轨伤损防治对策,如提高钢轨焊接质量、缩短探伤周期、引进新的探伤方法及先进设备和做好钢轨探伤检查工作。

【关键词】钢轨伤损;?安全分析;?防治

一、概述

钢轨是线路上部建筑中直接承受机车车辆各种荷载的部分。铺设在线路上的钢轨，在机车车辆作用下，又由于养护和气候条件等不同，钢轨在使用过程中极易发生各种各样的伤损。因此，加强探伤检查，及时更更换伤损钢轨，是综合机电工建部门保证行车安全的一项重要措施。?

地下铁道作为城市轨道交通的一种重要形式，具有行车密度大、载重较小、通过总量大、乘客舒适度要求高、安全系数要求高等特点；地铁线路绝大部分都处于隧道中，埋深较大，情况复杂；正线基本上采用整体道床，变形较小。作为线路重要组成部分——地铁里的钢轨，比起普通铁路来，具有许多不同的特点。钢轨探伤是线路月检的重要内容之一，是保障钢轨情况正常，确保地铁行车安全的重要手段之一。虽然普通铁路的钢轨探伤工作开展时间长，经验丰富，模式较为成熟，但由于地铁钢轨探伤与普通铁路情况大为不同，单纯地照搬、硬套，不能很好地指导地铁的钢轨探伤工作；因此，结合现有的地铁线路钢轨探伤资料和积累的经验，对其方法、模式进行分析和讨论，就显得十分重要和必要。

二、地铁线路钢轨常见伤损

核伤、鱼鳞纹、表面掉块、螺孔裂纹、水平裂纹、横向裂纹等是钢轨常见的伤损，作为地下铁道的轨道，自然也不例外。但由于地铁具有前面所描述的诸多特点，“大同”里也有不少“小异”：

1、由于地铁车辆载重较轻，加上整体道床良好的稳定性，钢轨发生核伤、折断的概率非常小；

2、由于地铁运营具有行车密度大的特点，往复频繁的轮轨摩擦，导致钢轨表面的疲劳伤损（如鱼鳞纹、表面掉块等）较为严重；

3、由于地铁目前正处于快速扩张的阶段，线路建设工期赶，加之成都地区地下水丰富，部分线路区段防水工程质量不过关，导致隧道漏水，一些地方甚至直接滴水到钢轨面，导致钢轨下颌、轨腰部位锈蚀严重；

4、地铁站间距离短，列车启动、制动较频繁，车轮对钢轨焊接接头的冲击力大，导致钢轨焊接接头高低超限较多等。

三、常用钢轨探伤方法

无损检测是一门综合性的应用科学技术,它是在不改变

磁和清洗。

射线探伤（RadiographicInspection）是利用射线穿透物体来发现物体内部缺陷的探伤方法，其原理是射线能使胶片感光或激发某些材料发出荧光，在穿透物体过程中按一定的规律衰减，利用衰减程度与射线感光或激发荧光的关系可检查物体内部的缺陷。射线探伤分为X射线探伤、γ射线探伤、高能射线探伤和中子射线探伤。

四、现行探伤模式分析

1、探伤方法及仪器

地铁钢轨探伤主要采用超声波探测法，使用的仪器是汕头超声波探测研究所生产的系列设备和邢台先锋超声电子生产的系列设备，即包括路轨探伤仪JGT-10型手推探伤车、8C型手推探伤车、CTS-9009焊缝探伤仪和升级版数字式通用仪CTS-2020等。

JGT-10型手推探伤车用于普通钢轨探伤，该仪器具有5路发射、接收系统，10个报警闸门，功能齐全，可配用多种探头同时进行探伤，目前我们采用的探头组合是：0°、37°、70°、70°、37°，分别探测轨底、轨腰、轨头位置的伤损，即使是这样的组合也存在探测盲区—轨鄂下部、轨腰中下部和轨底两侧。接收通道配有高精度衰减器，方便缺陷定量；仪器水平线性好，各种轨型均可按比例直读缺陷的垂直距离或水平距离；第3、4、5通道均具有螺孔固定回波识别功能，可实现缺陷报警而螺孔不报警，大大减少误报警次数，探伤灵敏度高，缺陷检出能力强。第3、4通道具有的同时与延迟二选一报警功能和第5通道的进波与失波报警闸门等利于检出各种有害缺陷。

CTS-2020采用嵌入式计算机系统和超大规模现场可编程集成电路设计，探伤灵敏度余量高达62dB，彩色TFT液晶显示屏显示清晰，避免了误读误判，再配以DAC、大容量存储器、USB接口等新技术、新功能，突出的电磁兼容设计技术使仪器的现场抗干扰能力大大加强。最高采样速率240MHz，最小显示范围5mm；工作频率范围分1～4MHz，0.5～10MHz两档设置，分别突显高灵敏度和宽频带的优点；界面波跟踪功能，通过A、B闸门间的逻辑关系，容易实现水浸法探伤或精确测厚；脉冲重复频率可调，避免在探伤过程中出现混响信号；完善的DAC曲线功能，方便进行回波评价；具有测量探头角度（K值）的功能；大容量存储器可存储高达500个数据集，包括波形、曲线、参数、探伤报告等；.USB接口可实现仪器内部存储数据、数据波形向U盘的转存，打印探伤报告。

DAC曲线是CTS-2020新增