關于廣州地鐵引進鋼軌探傷車實行新探傷管理模式的探討

郭峰

【摘 要】對廣州地鐵引進GTC-80型鋼軌探傷車特點進行分析，結合線路特點和運營管理模式，探討適合廣州地鐵探傷管理的新模式。

【關鍵詞】探傷；模式；探討

廣州地鐵目前已建成開通10條、309公里的地鐵線路，根據規劃到2018年底運營里程將達到510公里，屆時正線軌道延展長度將達到1020公里左右。鋼軌作為承載和引導列車安全行駛的重要設備，保持良好的狀態對運營安全至關重要。由于輪軌長期運行接觸，對鋼軌造成摩擦、擠壓、彎曲和沖擊作用，在這些應力的反復作用下，鋼軌內部會產生疲勞裂紋和各類傷損，一旦傷損沒有及時發現和處理，將影響地鐵的安全運營。隨著廣州地鐵線路規模的擴大，依靠傳統人工徒步檢測鋼軌狀態的模式效率低，精度不高，已不能適應當前地鐵網絡化運營規模對設備維保的要求。2017年廣州地鐵引進了GTC-80型SYS-1900檢測系統的鋼軌探傷車，該車最高檢測速度為80km/h，該車的投入使用將大大提高廣州地鐵的設備保障能力和鋼軌探傷的工作效率。

1 探傷車技術發展及應用

在國外發達國家，如法國、英國、日本等國，大型探傷車已有五十多年的應用歷史，目前這些國家的鋼軌探傷主要由探傷車承擔，人工探傷僅作為輔助手段。從探傷車作業方式來分，可以分為連續檢測作業方式和停頓式作業方式；連續檢測作業方式為對探傷車獲得的數據進行事后處理，可疑傷損由人工另行復核，目前歐洲、日本大多采用這種作業方式，這種作業方式適合于行車密度大、檢測時間有限的線路。停頓式作業方式為探傷車發現傷損后立即停車，由探傷車操作員現場復核，確認后做標記并通知相關部門，然后繼續檢測，目前美國、加拿大采用這種作業方式，這種作業方式適合于行車密度小、可以安排足夠檢測時間的線路。

我國鐵路從1989年開始啟動鋼軌探傷車的引進工作，直到1994年我國從美國Pandrol Jackson公司引進的SYS-1000檢測系統探傷車正式在京廣線和廣深線投入使用，檢測速度40km/h。2000年以來，我國鐵路探傷車應用發展迅速、日益廣泛，后美國SPERRY公司針對我國鐵路特點開發了SYS-1900檢測系統，2010年SPERRY公司與我國鐵路相關企業簽署了SYS-1900檢測系統技術引進協議，為檢測系統國產化邁出了重要一步。目前SYS-1900檢測系統的探傷車在我國高鐵和普速鐵路已廣泛使用。

探傷車在國內主要城市地鐵也有一定的使用時間，北京地鐵于2007年引進了GTC-5D型SYS-1900檢測系統的探傷車，上海地鐵于2010年引進了第一臺最高檢測速度達60km/h的探傷車，從應用效果來看都取得了較好的經濟和社會效益。廣州地鐵于2017年引進了鋼軌探傷車，對探傷車的應用還處于起步摸索階段。

2 探傷車與人工探傷儀的比較優勢

雖然探傷車與人工探傷儀在原理上都是利用不同角度的超聲波入射鋼軌后的反射回波來檢測鋼軌內部是否存在傷損，但從技術性能、使用效果等方面來看，兩者也存在著很多不同。

2.1 探傷車檢測速度高

目前GTC-80型探傷車檢測速度可達到60至80km/h，而人工探傷檢測速度為2km/h，前者是后者的30至40倍，因此探傷車可使檢測效率大幅提高。

2.2 探傷車的檢測精度高

探傷車在標定線上實現了97.5%的傷損檢出率。在實際檢測過程中，探傷車對細小的鋼軌內部傷損反應靈敏，如可檢測出長4mm的內部裂紋，而人工探傷儀則可能需要裂紋發展一段時間后才可以發現。

2.3 探傷車適應性強

由于探傷車采用滾動式輪探頭，所有超聲波換能器被封閉在一個充滿耦合液的膠輪中，膠輪和水與鋼軌呈現軟性密貼，提升了耦合效果，提升了探傷車檢測各種鋼軌狀態的適應性；而人工探傷儀采用滑薛式探頭與鋼軌接觸，在軌面工況不良的情況下耦合性變差，特別是在接頭錯臺、較大軌縫、側磨嚴重的地段，更容易造成漏檢。

2.4 探傷車自動化程度高

探傷車完全通過計算機控制，其利用多組不同角度的超聲波入射鋼軌后的反射回波來檢測鋼軌內部是否存在傷損，對檢測信息進行數字化處理，傷損檢測、傷損識別功能強。

2.5 探傷車穩定性好，受人為因素影響小

探傷車因為采用了先進的檢測系統，在系統穩定、數據采集與存儲、傷損識別與分析等方面具有較大的優勢；而人工探傷儀在操作過程中與持儀人的技能水平、責任心、精神狀態、照明狀況等息息相關，受人為因素影響相對較大。

2.6 探傷車大幅節約人力成本

人工探傷儀作業方式需要投入大量的人力，而探傷車因檢測速度快，效率高，可以節省較多的人力。

3 探傷車存在的不足

盡管探傷車與人工探傷儀相比有著顯著的優勢，更加適合鋼軌探傷工作的需要，但就目前鋼軌探傷車整體結構和技術性能而言，仍有以下幾個方面的不足。

3.1 對道岔區域、小半徑曲線磨耗嚴重地段，探傷車的檢測數據會失效。探傷車自動對中系統是通過對中傳感器精確檢測探輪位置偏差，自動對基準進行補償，調整探輪位置；當激光線的位置在道岔、接頭夾板、側磨嚴重區段等非標準軌型區域時，會顯示傳感器數據失效，無法得到真實的檢測數據；另外地鐵道岔普遍采用高錳鋼整鑄道岔，由于其特殊的晶粒構造，用超聲波無法對其進行有效探傷，導致探傷車無法進行有效檢測，通常認為探傷車在道岔區域的檢測數據為無效數據；

3.2 探傷車靈活性差，探傷后需要人工復核。探傷車的探傷檢測屬于定性檢測，鋼軌自身的狀態對探傷車檢測結果有一定影響。正因為探傷車靈敏度高，只要超聲波有一定程度的異常反射，均判定為傷損，如軌面狀態差（如銹跡、紙片等雜物）、軌底銹蝕、軌端面錯牙、螺孔變形或位置偏移等均會判為傷損；在探傷車操作人員回放分析后，對識別出可疑的傷損，需要人工探傷儀進行定性定量確認。

3.3 探傷車對于地鐵輔助線和車輛段線路檢測效率低。由于輔助線和車輛段線路現場道岔較多、路況復雜，用探傷車探傷往往效率會大幅度降低，通常這部分線路的探傷由人工探傷儀完成。

4 鋼軌探傷管理模式探討

4.1 探傷車作業時間方面

根據廣州地鐵行車密度高以及運營結束后各專業對天窗檢修時間需求大的特點，建議采用連續式檢測做法，可考慮采取網軌檢測車和鋼軌探傷車聯掛編組檢測方式，聯掛檢測速度可采用30km/h～60km/h， 1個夜間檢測作業可完成1條線路的任務，這樣既可以減少檢測車出行對夜間各專業人工檢修天窗的占用，又可以提高檢測效率。

4.2 探傷車和人工探傷儀的分工

根據探傷車和人工探傷儀的優缺點，兩者應該是一個互相補充的關系。正線探傷以探傷車為主，探傷儀為輔；岔區、輔助線、車輛段、焊縫全斷面探傷以及對探傷車發現的可疑傷損復核則由人工探傷儀完成。

4.3 探傷周期方面

目前廣州地鐵主要是利用人工探傷儀探傷，正線（含道岔）為每月一遍，車輛段線路為每季一遍。隨著探傷車人員培訓和經驗的不斷積累，可考慮用探傷車對你每條線每月一次進行探傷檢測，對可疑傷損交由人工探傷儀進行復核；隨著人工復核工作量的增加，可將正線和車輛段線路探傷周期進行調整，而對于探傷車的薄弱地點，如正線道岔區域、輔助線仍可由人工每月探傷一遍。

4.4 探傷組織架構方面

目前廣州地鐵探傷車和人工探傷儀是歸屬不同的部門進行管理，從探傷工作安排的統一性、復核的及時性、有效性等方面來看，并結合國內絕大多數同行的做法，可考慮將探傷車和探傷儀進行統一管理。

5 結束語

探傷車是一種自動化程度和檢測效率高的探傷設備，對于廣州地鐵還是新鮮事物，需要借鑒國內同行已有的經驗，并通過不斷摸索積累經驗，進一步提高探傷檢測質量，提高探傷車的運用水平，盡快形成以探傷車為主、探傷儀為輔的二級網絡探傷模式，以滿足廣州地鐵不斷發展的需要。

【參考文獻】

[1]南車株洲電力機車研究所有限公司.GTC-80鋼軌探傷車檢測系統用戶手冊，2011.

[2]徐其瑞，劉峰.鋼軌探傷車技術發展與應用[J].中國鐵路，2011（7）.